KR102009563B1 - Low temperature flow lithography method and low temperature flow lithography system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온 유체 리소그래피 방법 및 저온 유체 리소그래피 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법은 (a) 광경화성 유체(1)를 마이크로 채널(10) 내부로 유동시키는 단계(S100), 및 (b) 마이크로 채널(10)에 광(3)을 조사하여, 미세입자(5)를 합성하는 단계(S200)를 포함하되, (a) 단계, 및 (b) 단계는 상온보다 상대적으로 온도가 낮은 저온의 합성온도에서 실행된다.The present invention relates to a low temperature fluid lithography method and a low temperature fluid lithography system, wherein the low temperature fluid lithography method comprises (a) flowing a photocurable fluid 1 into a microchannel 10 (S100), and (b) irradiating the microchannel 10 with light 3 to synthesize the fine particles 5 (S200), wherein steps (a) and (b) have a temperature relatively higher than room temperature. It is run at low temperature synthesis temperatures.
Description
본 발명은 저온 유체 리소그래피 방법 및 저온 유체 리소그래피 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온 이하의 저온에서 유체 리소그래피를 실행하여 미세입자를 합성하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a low temperature fluid lithography method and a low temperature fluid lithography system, and more particularly, to a technique for synthesizing microparticles by performing fluid lithography at a low temperature below room temperature.
미세입자는 조직공학, 약물전달, 생물학적 검정 (bioassay) 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 이러한 미세입자를 합성하는 기술로는 유화중합, 미세유체 기법, 프린트 기법, 유체 리소그래피 (Flow Lithography) 등이 있다. 유체 리소그래피는, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 미세채널 내부에서 유동하는 유체에 자외선을 조사하여 라디컬 반응을 통해 입자를 합성하는 기술이다. 여기서, 조사되는 자외선이 특정 패턴으로 천공된 마스크를 통과하는 경우, 그 천공 패턴에 대응되는 단면을 갖는 입자를 생성할 수 있다. 이때, 입자의 높이는 채널의 높이와 일치하게 된다. 또한, 미세채널 내에서 서로 다른 유체를 나란하게 유동시켜 여러 종류의 고분자 영역을 갖는 입자를 생성할 수도 있다.Microparticles are used in various fields such as tissue engineering, drug delivery, and bioassay. Techniques for synthesizing such microparticles include emulsion polymerization, microfluidic techniques, printing techniques, and fluid lithography. Fluid lithography is a technique for synthesizing particles through a radical reaction by irradiating ultraviolet light to a fluid flowing inside a microchannel, as disclosed in a patent document in the following prior art document. Here, when the ultraviolet rays to be irradiated pass through the mask punctured in a specific pattern, particles having a cross section corresponding to the puncture pattern may be generated. At this time, the height of the particles coincides with the height of the channel. In addition, different fluids may flow side by side within the microchannel to generate particles having various types of polymer regions.
이러한 유체 리소그래피에 의해 합성되는 입자는 그 입자의 전구체인 광경화성 모노머들이 그물망 구조로 중합되어 형성된다. 여기서, 합성된 입자에는 그물망에 공중합되거나, 또는 그물망 사이에 탑재되는 형태로 기능성 물질이 추가될 수 있다.Particles synthesized by such fluid lithography are formed by polymerizing photocurable monomers that are precursors of the particles into a network structure. Here, the synthesized particles may be added to the functional material in the form of being copolymerized to the net, or mounted between the net.
그러나 종래 유체 리소그래피는 상온에서, 매우 짧은 시간에 입자를 합성하므로, 입자의 중합도가 매우 낮은 문제가 있다. 중합도는 입자 그물망의 형성 정도를 나타내므로, 중합도가 낮으면 원하는 입자의 크기, 견고함, 탄성률, 및 기하학적 형태를 얻을 수 없게 된다. 또한, 중합도가 낮으면 입자에 기능성 물질을 결합시키거나 탑재하기 어렵다. 중합도를 증가시키기 위해서는 합성시간이나 자외선 조사량을 늘려야 하는데, 이 경우에는 입자 생산성이 감소하게 되고, 미세채널에 입자가 달라붙는 불량률이 증가한다.However, the conventional fluid lithography synthesizes the particles in a very short time at room temperature, so that the degree of polymerization of the particles is very low. Since the degree of polymerization indicates the degree of formation of the particle network, a low degree of polymerization makes it impossible to obtain the desired particle size, firmness, elastic modulus, and geometry. In addition, when the degree of polymerization is low, it is difficult to bind or mount the functional material on the particles. In order to increase the degree of polymerization, the synthesis time or the amount of UV irradiation must be increased. In this case, the particle productivity decreases, and the defect rate of the particles sticking to the microchannels increases.
이에 종래 유체 리소그래피의 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.Therefore, there is an urgent need for a solution for solving the problems of the conventional fluid lithography.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 상온보다 상대적으로 온도가 낮은 저온에서, 유체 리소그래피를 실행하여 미세입자를 합성하는 기술을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an aspect of the present invention is to provide a technique for synthesizing microparticles by performing fluid lithography at a low temperature, relatively lower than room temperature.
본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법은 (a) 광경화성 유체를 마이크로 채널 내부로 유동시키는 단계; 및 (b) 상기 마이크로 채널에 광을 조사하여, 미세입자를 합성하는 단계;를 포함하되, 상기 (a) 단계, 및 상기 (b) 단계는 상온보다 상대적으로 온도가 낮은 저온의 합성온도에서 실행된다.The low temperature fluid lithography method according to the present invention comprises the steps of (a) flowing a photocurable fluid into a microchannel; And (b) irradiating light to the microchannels to synthesize fine particles, wherein the steps (a) and (b) are performed at a synthesis temperature of low temperature, which is relatively lower than room temperature. do.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법에 있어서, 상기 합성온도는, 0 ~ 15 ℃이다.Further, in the low temperature fluid lithography method according to the present invention, the synthesis temperature is 0 to 15 ° C.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법에 있어서, 상기 광경화성 유체는 광경화성 모노머, 및 광개시제를 포함하고, 공중합 물질, 및 나노입자 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함한다.Further, in the low temperature fluid lithography method according to the present invention, the photocurable fluid includes a photocurable monomer and a photoinitiator, and further includes at least one or more of a copolymer and nanoparticles.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법에 있어서, 상기 미세입자는 단면의 높이가 1 ~ 200 ㎛이고, 단면의 너비가 1 ~ 500 ㎛인 다면체 형상이다.In addition, in the low temperature fluid lithography method according to the present invention, the fine particles have a polyhedral shape having a height of 1 to 200 μm in cross section and a width of 1 to 500 μm in cross section.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법에 있어서, 상기 공중합 물질은 형광 물질, DNA 프로브(probe), 항체, 바이러스, 단백질, 및 금속화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다.In addition, in the low temperature fluid lithography method according to the present invention, the copolymer includes any one or more selected from the group consisting of fluorescent substance, DNA probe, antibody, virus, protein, and metal compound.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법에 있어서, 상기 나노입자는 나노형광입자, 나노자성입자, 단백질, 나노금속입자, 나노화학입자, 및 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다.In addition, in the low temperature fluid lithography method according to the present invention, the nanoparticles include any one or more selected from the group consisting of nanofluorescent particles, nanomagnetic particles, proteins, nanometal particles, nanochemical particles, and cells.
한편, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템은 내부에서 광경화성 유체가 유동하는 마이크로 채널이 구비된 미세유체 칩; 상기 마이크로 채널에 광을 조사하여, 미세입자를 합성하는 광원; 및 상기 마이크로 채널 내의 온도를 상온보다 상대적으로 낮은 저온의 합성온도로 유지하는 냉각부;를 포함한다.On the other hand, the low temperature fluid lithography system according to the present invention includes a microfluidic chip having a microchannel through which the photocurable fluid flows; A light source for irradiating light to the microchannels to synthesize fine particles; And a cooling unit maintaining the temperature in the microchannel at a low temperature synthesis temperature relatively lower than room temperature.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템에 있어서, 상기 냉각부는 상기 미세유체 칩의 외면에 접촉하는 열전도판; 및 상기 열전도판을 냉각하는 냉각장치;를 포함한다.In addition, in the low temperature fluid lithography system according to the present invention, the cooling unit comprises: a heat conducting plate in contact with an outer surface of the microfluidic chip; It includes; and a cooling device for cooling the heat conducting plate.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템에 있어서, 상기 냉각부는 냉각 유체; 및 상기 미세유체 칩의 내부에, 상기 냉각 유체가 흐르도록 형성된 냉각 유체 순환채널;을 포함한다.Further, in a low temperature fluid lithography system according to the present invention, the cooling unit comprises: a cooling fluid; And a cooling fluid circulation channel formed inside the microfluidic chip so that the cooling fluid flows.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템에 있어서, 상기 냉각부는 냉각 유체; 및 상기 미세유체 칩의 외면에 접촉하고, 상기 냉각 유체가 흐르도록 형성된 냉각 유체 순환튜브;를 포함한다.Further, in a low temperature fluid lithography system according to the present invention, the cooling unit comprises: a cooling fluid; And a cooling fluid circulation tube in contact with an outer surface of the microfluidic chip and formed such that the cooling fluid flows.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템에 있어서, 상기 냉각부는 내벽과 외벽이 서로 이격된 이중벽 구조로 형성되고, 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 상기 미세유체 칩이 배치되는 용기부; 및 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 배치되는 냉각재;를 포함한다.In addition, in the low temperature fluid lithography system according to the present invention, the cooling unit has a double wall structure in which an inner wall and an outer wall are spaced apart from each other, and a container part in which the microfluidic chip is disposed in a space surrounded by the inner wall; And a coolant disposed between the inner wall and the outer wall.
또한, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템에 있어서, 상기 합성온도는, 0 ~ 15 ℃이다.Further, in the low temperature fluid lithography system according to the present invention, the synthesis temperature is 0 to 15 ° C.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims are not to be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.
본 발명에 따르면, 유체 리소그래피가 상온보다 낮은 온도에서 실행됨으로써, 입자의 중합도를 향상시켜, 입자가 더욱 완성된 기하학적 모양을 가지고, 높은 비율로 기능성 물질이 공중합 또는 탑재되어 향상된 기능성 민감도를 확보할 수 있다. According to the present invention, the fluid lithography is carried out at a temperature lower than room temperature, thereby improving the degree of polymerization of the particles, the particles have a more complete geometrical shape, and the functional material is copolymerized or mounted at a high rate to ensure improved functional sensitivity. have.
또한, 입자에 생체분자 검출 프로브가 저온에서 공중합되는 경우에, 검출 민감도가 높아져 검출한계가 낮아지므로, 시재료를 절약하여 경제적 효율성을 높일 뿐만 아니라 기능성 입자의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when the biomolecule detection probe is copolymerized at a low temperature to the particles, the detection sensitivity is increased and the detection limit is lowered, thereby saving the starting materials and improving the economic efficiency, as well as improving the performance of the functional particles.
도 1은 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 유체 리소그래피 방법에 의해 합성된 미세입자의 사진이다.
도 7 내지 도 10은 유체 리소그래피 방법에 의해 합성된 미세입자의 합성온도에 따른 형광세기를 나타내는 이미지 및 그래프이다.1 is a process diagram of a low temperature fluid lithography method according to the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a third embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a photograph of microparticles synthesized by a fluid lithography method.
7 to 10 are images and graphs showing fluorescence intensity according to synthesis temperature of microparticles synthesized by a fluid lithography method.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In the following description, detailed descriptions of related well-known techniques that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법의 공정도이다.1 is a process diagram of a low temperature fluid lithography method according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피 방법은 (a) 광경화성 유체(1)를 마이크로 채널(10) 내부로 유동시키는 단계(S100), 및 (b) 마이크로 채널(10)에 광(3)을 조사하여, 미세입자(5)를 합성하는 단계(S200)를 포함하되, (a) 단계, 및 (b) 단계는 상온보다 상대적으로 온도가 낮은 저온의 합성온도에서 실행된다.As shown in FIG. 1, a low temperature fluid lithography method according to the present invention comprises the steps of (a) flowing a
본 발명은 유체 리소그래피를 이용해 미세입자(5)를 합성하는 방법에 관한 것이다. 여기서, 합성되는 입자(5)는 입자 전구체를 구성하는 광경화성 모노머들이 그물망 구조로 중합된 폴리머로 형성되는데, 그 예로서, 하이드로젤 입자일 수 있다. 다만, 합성되는 미세입자(5)가 반드시 하이드로젤 입자에 한정되는 것은 아니고, 입자 전구체에 따라 다양한 입자를 합성할 수 있다.The present invention relates to a method for synthesizing microparticles (5) using fluid lithography. Herein, the
이러한 미세입자(5)는 아래의 방법에 따라 합성된다.These
먼저, 광경화성 유체(1)를 마이크로 채널(10) 내부로 유동시킨다(S100). 본 발명은 마이크로 채널(10)을 구비한 미세유체 칩을 사용하는바, 마이크로 채널(10)과 소통되는 주입구에 광경화성 유체(1)를 주입함으로써, 광경화성 유체(1)를 유동시킬 수 있다. First, the
여기서, 광경화성 유체(1)는 합성되는 미세입자(5)의 전구체로서, 광경화성 모노머, 및 광개시제를 포함할 수 있다. 광경화성 모노머는 일례로, PEGDA (Polyethylene glycol diacrylate)를 사용할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 친수성 PEGDA 이외에도 소수성 물질인 TMPETA (Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate)를 사용할 수 있다. 이때, 광경화성 유체(1)는 유동성을 가져야 하므로, 광경화성 모노머, 광개시제가 물에 혼합된 수용액 상태로 존재할 수 있다. 한편, 광경화성 모노머는 서로 다른 종류로, 복수 개가 포함될 수도 있다. Here, the
나아가, 합성되는 미세입자(5)에 특이적 기능을 부여하기 위해서, 광경화성 유체(1)는 기능성 물질을 더 함유할 수도 있다. 여기서, 기능성 물질은 광경화성 모노머에 공중합되는 물질, 및 나노입자 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이때, 공중합 물질은 입자 그물망에 공중합되는 물질로서, 형광 물질, DNA 프로브(probe), 항체, 바이러스, 단백질, 및 금속화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 한편, 나노입자는 입자 그물망 사이에 탑재되는 입자이고, 예를 들어, 나노형광입자, 나노자성입자, 단백질, 나노금속입자, 나노화학입자, 및 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 다만, 공중합 물질 및 나노입자가 반드시 상술한 종류에 한정되는 것은 아니고, 입자(5)의 그물망에 공중합되거나, 탑재 가능한 물질이면 제한 없이 사용할 수 있다.Furthermore, in order to impart specific functions to the synthesized
한편, 합성된 미세입자(5)가 채널(10) 내벽에 흡착되지 않고 흘러가도록, 마이크로 채널(10)은 PDMS (polydimethylsiloxane)로 형성될 수 있다. PDMS는 산소투과성이 우수하기 때문에, 채널(10) 벽을 투과한 산소가 광개시제로 인해 생성된 라디칼을 소모하게 되어 폴리머의 중합이 멈추는 반응을 유도한다. 이때, PDMS 채널(10) 내벽에 중합이 덜 된 올리고머 (oligomer) 형태의 윤활층이 형성되어, 미세입자(5)들이 채널(10) 벽에 달라붙지 않게 된다.Meanwhile, the
또한, 마이크로 채널(10)의 일단에는 광경화성 유체(1)를 주입하는 주입구가, 반대쪽 타단에는 합성된 미세입자(5)가 유출되는 유출구가 연결된다. 이때, 주입구 또는 유출구는 마이크로 채널(10)의 말단이 분기되어, 복수 개가 마련될 수 있다.In addition, an inlet for injecting the
이렇게 형성된 마이크로 채널(10)을 통해 광경화성 유체(1)가 유동하게 되면, 광원(20)을 이용해, 마이크로 채널(10)을 향해 광(3)을 조사한다(S200). 이때, 사용되는 광(3)은 자외선 (UV)일 수 있다.When the
한편, 미세입자(5)를 소정의 형상으로 성형하기 위해서는, 마스크(30)를 사용할 수 있다. 마스크(30)에는, 광(3)이 조사되는 방향으로 천공된 패턴이 형성된다. 따라서, 광(3)이 마스크(30)를 통과하여 광경화성 유체(1)에 조사되면, 그 천공 패턴에 대응되는 단면을 갖는 미세입자(5)를 합성할 수 있다.On the other hand, in order to shape the
추가적으로, 마스크(30)와 마이크로 채널(10) 사이에, 렌즈(40)가 배치될 수도 있다. 렌즈(40)는 마스크(30)를 통과한 광(3)이 발산되지 않고 마이크로 채널(10) 쪽으로 집광되도록 유도한다.In addition, a
여기서, 합성되는 미세입자(5)는 다면체 형상 등으로 형성될 수 있는데, 이때 다면체 형상의 미세입자(5)는 상기 미세입자는 단면의 높이가 1 ~ 200 ㎛이고, 단면의 너비가 1 ~ 500 ㎛일 수 있다. 다만, 미세입자(5)의 형상, 높이, 너비가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
본 발명에서, 전술한 공정(S100, 및 S200)은 상온보다 온도가 상대적으로 낮은 저온의 합성온도에서 실행된다. 구체적으로, 합성온도는 0 ~ 15 ℃일 수 있다. 0 ℃는 미세입자(5) 전구체인 광경화성 유체(1)에 함유된 물의 어느점이므로, 0 ℃ 미만에서는 응결 현상이 심하게 일어나 광경화성 유체(1)의 유동성을 담보할 수 없다. 또한, 15 ℃를 초과하는 경우에는, 미세입자(5)의 기하학적 형상의 완성도가 떨어지고, 미세입자(5)에 함유된 기능성 물질의 탑재율이 낮아진다. 즉, 합성온도가 0 ~ 15 ℃ 범위에 있을 때에, 그 하한과 상한을 경계로 기술적 특성의 변화가 급등하는 임계적 의의를 가지고, 그 범위 전체에서 현저한 효과(기술적 의의)를 갖는다. 이에 대해서는 실시예를 통해 구체적으로 후술한다.In the present invention, the above-described processes (S100, S200) are carried out at a low temperature synthesis temperature is relatively lower than the room temperature. Specifically, the synthesis temperature may be 0 ~ 15 ℃. Since 0 ° C. is a point of water contained in the
이하에서는, 전술한 저온 유체 리소그래피 방법을 실행할 수 있는 시스템에 대해 설명한다. 내용 중 전술한 부분과 중복되는 사항에 대해서는 설명을 생략하거나, 간단하게만 기술한다.In the following, a system capable of implementing the aforementioned low temperature fluid lithography method is described. Details that overlap with the above-described parts of the contents will be omitted or simply described.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.2 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템은 내부에서 광경화성 유체(1)가 유동하는 마이크로 채널(110)이 구비된 미세유체 칩(100), 마이크로 채널(110)에 광(3)을 조사하여, 미세입자(5)를 합성하는 광원(200), 및 마이크로 채널(110) 내의 온도를 상온보다 상대적으로 낮은 저온의 합성온도로 유지하는 냉각부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the low temperature fluid lithography system according to the first embodiment of the present invention includes a
본 발명은 저온 유체 리소그래피를 실현하는 시스템에 관한 것으로, 미세유체 칩(100), 광원(200), 및 냉각부(300)를 포함한다.The present invention relates to a system for realizing low temperature fluid lithography, comprising a microfluidic chip (100), a light source (200), and a cooling unit (300).
미세유체 칩(100)은 마이크로 채널(110), 마이크로 채널(110)의 일단과 소통하는 주입구(120), 및 마이크로 채널(110)의 타단과 소통하는 유출구(130)를 구비한다. 여기서, 미세유체 칩(100)은 상판(140)의 하부면에 오목하게 함몰된 장홀이 구비되고, 그 상판(140)의 하부면에 하판(150)이 결합되어 마이크로 채널(110)을 형성할 수 있다. 이때, 상판(140)과 하판(150)은 PDMS로 이루어질 수 있고, 하판(150)의 하부면에는 유리판(160)이 배치될 수 있다. 다만, 미세유체 칩(100)의 형상 및 구성이 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 통상의 유체 리소그래피에 사용 가능한 미세유체 칩(100)이면, 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.The
광원(200)은 마이크로 채널(110)에 광(3)을 조사하는 장치이고, 이때 조사되는 광(3)은 자외선일 수 있다. 여기서, 마이크로 채널(110)과 광원(200) 사이에는 미세입자(5)의 형상을 결정할 수 있는 마스크(400)가 배치될 수 있고, 또한 마스크(400)와 마이크로 채널(110) 사이에는 렌즈(500)가 배치될 수 있다.The
냉각부(300)는 마이크로 채널(110) 내의 온도를 상온보다 상대적으로 낮게 유지하는 장치이다. 본 발명에서는 유체 리소그래피가 상온보다 낮은 저온에서 이루어지는데, 여기서 냉각부(300)가 미세입자(5)의 합성온도를 저온으로 유지시킨다. 이때, 합성온도는 전술한 바와 같이, 0 ~ 15 ℃로 유지될 수 있다.The
냉각부(300)는 합성온도를 저온으로 유지시킬 수 있는 한, 구체적 구성에 특별한 제한은 없으나, 하기에서 몇 가지 실시예에 대해 설명한다.As long as the
본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각부(300a)는 열전도판(310a), 및 냉각장치(310b)를 포함할 수 있다. 여기서, 열전도판(310a)은 미세유체 칩(100)의 외면에 접촉하여, 열전도에 의해 고온의 미세유체 칩(100)을 저온으로 냉각한다. 이때, 고온과 저온은 상대적인 온도를 의미하는 것으로, 열전도판(310a)은 미세유체 칩(100)의 온도보다 낮게 유지되는데, 여기서 냉각장치(330a)가 열전도판(310a)을 냉각한다. 구체적으로, 열전도판(310a) 내부에 냉각 유체가 흐르는 채널이 구비되고, 냉각장치(330a)가 그 채널에 냉각 유체를 주입하는 방식으로 운용될 수 있다. 이때, 냉각 유체는 낮은 온도의 유체로서, 예를 들어 냉각수, 냉각유 등을 사용할 수 있다 (이하에서도 동일함).The
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각부(300b)는 냉각 유체(310b), 및 냉각 유체 순환채널(330b)을 포함할 수 있다. 여기서, 냉각 유체 순환채널(330b)은 미세유체 칩(100)의 내부에 냉각 유체(310b)가 흐를 수 있도록 형성되어, 냉각 유체(310b)가 마이크로 채널(110) 주위를 순환하면서 소정의 합성온도를 유지시킨다. 한편, 냉각 유체 순환채널(330b)은 냉각 유체(310b)를 수용하여 일정 온도로 유지시키는 항온조(도시되지 않음)와 연결되어, 지속적으로 냉각 유체(310b)를 순환시킬 수 있다.3 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a second embodiment of the present invention, wherein the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.4 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a third embodiment of the present invention.
도 4와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각부(300c)는 냉각 유체(310c), 및 냉각 유체 순환튜브(330c)를 포함할 수 있다. 여기서, 냉각 유체(310c)는 냉각 유체 순환튜브(330c) 내부를 따라 흐르고, 그 냉각 유체 순환튜브(330c)는 미세유체 칩(100)의 외면에 접촉하여 배치된다. 따라서, 냉각 유체(310c)가 냉각 유체 순환튜브(330c)를 따라 유동하면서, 미세유체 칩(100)의 외면을 냉각하여 합성온도를 유지시킨다. 한편, 지속적인 냉각 유체(310c) 순환을 위해서, 냉각 유체 순환튜브(330c)는 냉각 유체(310c)를 수용하여 일정 온도로 유지시키는 항온조(도시되지 않음)와 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 저온 유체 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing a low temperature fluid lithography system according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 냉각부(300d)는 용기부(310d), 및 냉각재(330d)를 포함할 수 있다. 여기서, 용기부(310d)는 내벽과 외벽이 서로 소정의 간격으로 이격된 이중벽 구조로 형성되고, 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 미세유체 칩(100)이 배치된다. 냉각재(330d)는 온도가 낮은 물질로서, 기체, 액체, 또는 고체 상태로, 용기부(310d)의 내벽과 외벽 사이 공간에 배치되어, 합성온도를 저온으로 유지시킨다.As shown in FIG. 5, the
한편, 상술한 제1 내지 4 실시예에 따른 냉각부(300a 내지 300d)는 온도계, 또는 온도센서(도시되지 않음)를 포함하여, 합성온도를 실시간으로 측정할 수 있고, 나아가 온도제어장치(도시되지 않음)를 통해 유체 리소그래피 전공정 동안 일정하게 합성온도를 유지시킬 수 있다.Meanwhile, the cooling
다만, 본 발명에 따른 냉각부(300)가 반드시 상기 제1 내지 4 실시예에 한정되는 것은 아니므로, 미세유체 칩(100)이 배치되는 실내 공간의 온도를 낮추는 방식 등으로 운용될 수도 있다.However, since the
종합적으로, 본 발명에 따르면, 유체 리소그래피가 저온에서 실행됨으로써, 입자의 중합도를 향상시켜, 입자가 더욱 완성된 기하학적 모양을 가지고, 높은 비율로 기능성 물질이 공중합 또는 탑재되어 입자의 향상된 기능성을 확보할 수 있다. 또한, 저온에서 입자에 생체분자 검출 프로브가 공중합되는 경우에, 검출 민감도가 높아져 검출한계가 낮아지므로, 시재료를 절약하여 경제적 효율성을 높일 뿐만 아니라 기능성 입자의 성능을 향상시킬 수 있다.Overall, according to the present invention, the fluid lithography is performed at a low temperature, thereby improving the degree of polymerization of the particles so that the particles have a more complete geometric shape, and the functional materials are copolymerized or loaded at a high rate to ensure the improved functionality of the particles. Can be. In addition, when the biomolecule detection probe is copolymerized to the particles at a low temperature, the detection sensitivity is increased and the detection limit is lowered, thereby saving the starting materials and increasing the economic efficiency, as well as improving the performance of the functional particles.
본 발명에 따른 상기 효과는 하기의 구체적 실시예를 통해 입증된다.The above effect according to the present invention is demonstrated by the following specific examples.
실시예 1: 미세유체 칩 제작Example 1 Microfluidic Chip Fabrication
본 실시예에서는 미세유체 칩을 제작한다. 먼저, 마이크로 채널을 디자인하기 위해서, SU-8 마스터 웨이퍼 상에 채널 디자인을 양각으로 새기고, 그 마스터 웨이퍼 상에 PDMS를 부어 6시간 이상 70 ℃에서 경화시킨다. 경화된 PDMS를 탈착하고 소정의 형상으로 잘라낸 후, 구멍을 뚫어 주입구와 유출구를 형성하여 상판을 제작한다. 다음에, 유리판 위에 PDMS를 얇게 코팅하여 20분간 오븐에서 부분 경화하여 하판을 완성한다. 마지막으로, 상판과 하판을 부착하고 오븐에서 완전히 경화함으로써, 미세유체 칩을 제작하였다. 여기서, 마이크로 채널의 높이는 50 ㎛이다.In this embodiment, a microfluidic chip is manufactured. First, in order to design the microchannels, the channel design is embossed on the SU-8 master wafer, and PDMS is poured on the master wafer and cured at 70 ° C. for at least 6 hours. After removing the cured PDMS and cut into a predetermined shape, a hole is formed to form an inlet and an outlet to prepare a top plate. Next, PDMS is lightly coated on the glass plate and partially cured in an oven for 20 minutes to complete the lower plate. Finally, the microfluidic chip was prepared by attaching the upper and lower plates and completely curing in an oven. Here, the height of the microchannel is 50 μm.
실시예 2: 저온에서 미세입자 합성Example 2: Microparticle Synthesis at Low Temperature
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 제작된 미세유체 칩을 이용하여 저온에서 미세입자를 합성했다. 여기서, 전구체는 40%(v/v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20%(v/v) polyethylene glycol (PEG) 200, 35%(v/v) 물, 5%(v/v) 광개시제 (Darocur 1173)를 혼합하여 제조했다. 전구체를 미세유체 칩의 주입구를 통해 마이크로 채널에 주입하고, 자외선에 노출시켜 미세입자를 합성했다. 이때, 자외선의 강도는 165 ㎽/㎠, 노출 시간은 75 ㎳로 고정하였고, 합성온도는 10 ℃를 유지했다. In this embodiment, the microparticles were synthesized at low temperature using the microfluidic chip prepared in Example 1. Here, the precursor is 40% (v / v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20% (v / v) polyethylene glycol (PEG) 200, 35% (v / v) water, 5% (v / v) photoinitiator (Darocur 1173) was prepared by mixing. The precursor was injected into the microchannel through the inlet of the microfluidic chip, and the microparticles were synthesized by exposure to ultraviolet rays. At this time, the intensity of the ultraviolet ray was fixed at 165 ㎽ / ㎠, exposure time 75 ㎳, the synthesis temperature was maintained at 10 ℃.
비교예 1: 고온에서 미세입자 합성Comparative Example 1 Microparticle Synthesis at High Temperature
각각의 합성온도를 23 ℃, 35 ℃로 하되, 나머지 조건은 상기 실시예 2와 동일하게 하여 미세입자를 합성하였다.Each synthesis temperature was set to 23 ℃, 35 ℃, the remaining conditions were the same as in Example 2 to synthesize the fine particles.
평가예 1: 입자의 크기 비교Evaluation Example 1: Comparison of Particle Size
실시예 2 및 비교예 1에서 합성된 미세입자를 Tween 20를 0.05% 함유하고 있는 물로 세척한 후에, 그 크기를 측정하였다. 도 6은 유체 리소그래피 방법에 의해 합성된 미세입자의 사진이다.After washing the microparticles synthesized in Example 2 and Comparative Example 1 with water containing 0.05% of
이를 참고로, 상기 실시예 2에 따라 저온 (10 ℃)에서 합성된 입자의 평균 높이는 48 ㎛ 너비는 37 ㎛로 측정되었다. 이에 반하여, 비교예 1의 상온 (23 ℃)에서 합성된 입자의 평균 높이는 44 ㎛ 너비는 34 ㎛로 측정되었다.For reference, the average height of the particles synthesized at a low temperature (10 ℃) according to Example 2 was measured as 48 ㎛ width 37 ㎛. On the contrary, the average height of the particles synthesized at room temperature (23 ° C.) of Comparative Example 1 was measured to be 44 μm in width.
결과적으로, 저온에서 합성된 입자의 높이와 너비가 상온에서 합성된 경우에 비해 10% 가량 향상되었다. 또한, 저온에서 합성된 입자가 더 선명한 모서리를 가졌다. 이로써, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피에 의하면, 미세입자가 더욱 완성된 기하학적 모양으로 합성된다는 사실을 알 수 있다.As a result, the height and width of the particles synthesized at low temperature were improved by about 10% compared to those synthesized at room temperature. In addition, particles synthesized at low temperatures had sharper edges. Thus, according to the low temperature fluid lithography according to the invention, it can be seen that the microparticles are synthesized into a more complete geometric shape.
실시예 3: 저온에서 공중합 물질을 함유하는 미세입자 합성Example 3: Microparticle Synthesis Containing Copolymer at Low Temperature
상기 실시예 2와 동일한 조건으로, 전구체에 형광 기능 물질인 Rhodamine B Methacrylate를 추가하여 미세입자를 합성하였다. 이때, 전구체는 40%(v/v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20%(v/v) polyethylene glycol (PEG) 200, 34%(v/v) 물, 5%(v/v) 광개시제 (Darocur 1173) 1%(v/v) Rhodamine B Methacrylate로 구성된다. 여기서, 입자의 단면 모양을 원형으로 합성하여 코드화했다.Under the same conditions as in Example 2, microparticles were synthesized by adding Rhodamine B Methacrylate as a fluorescent functional material to the precursor. At this time, the precursor is 40% (v / v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20% (v / v) polyethylene glycol (PEG) 200, 34% (v / v) water, 5% (v / v) photoinitiator (Darocur 1173) Consists of 1% (v / v) Rhodamine B Methacrylate. Here, the cross-sectional shape of the particles was synthesized in a circle and coded.
비교예 2: 고온에서 공중합 물질을 함유하는 미세입자 합성Comparative Example 2: Synthesis of Fine Particles Containing Copolymer at High Temperature
각각의 합성온도를 23 ℃, 35 ℃로 하고, 나머지 조건은 상기 실시예 3과 동일하게 하여 미세입자를 합성하였다. 이때, 23 ℃에서 합성된 입자의 단면 모양은 사각형, 35 ℃에서 합성된 입자의 단면 모양은 육각형으로 코드화하여 구별하였다.Each synthesis temperature was set to 23 ° C, 35 ° C, and the remaining conditions were the same as in Example 3 to synthesize fine particles. At this time, the cross-sectional shape of the particles synthesized at 23 ° C. was rectangular, and the cross-sectional shapes of the particles synthesized at 35 ° C. were coded into hexagons.
평가예 2: 공중합 물질 함유량 비교Evaluation Example 2: Comparison of Copolymer Content
실시예 3 및 비교예 2에서 합성된 미세입자를 Tween 20를 0.05% 함유하고 있는 물로 세척한 후, 형광세기를 측정하여 비교하였다. 도 7에서 각각의 미세입자의 형광세기를 나타내는 이미지 및 그래프를 도시했다.The microparticles synthesized in Example 3 and Comparative Example 2 were washed with water containing 0.05% of
그 결과, 실시예 3에 의해 합성된 입자의 평균 형광세기가 비교예 2에서 합성된 입자의 평균 형광세기 보다 15% 정도 높게 나타났다. 이는 저온 합성 시 더 많은 물질이 공중합 된다는 것을 의미한다.As a result, the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Example 3 was about 15% higher than the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Comparative Example 2. This means that more materials are copolymerized during low temperature synthesis.
실시예 4: 저온에서 나노입자를 함유하는 미세입자 합성Example 4 Microparticle Synthesis Containing Nanoparticles at Low Temperature
각각의 합성온도를 0 ℃, 10 ℃, 15 ℃로 하고, 나머지 조건은 실시예 2와 동일하게 하여, 입자의 그물망 사이에 탑재되는 형광 나노입자인 Fluorescein Isothiocyanate-Bovine Serum Albumin (FITC-BSA)를 전구체에 추가하여, 미세입자를 합성했다. 이때, 전구체는 40% (v/v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20%(v/v) polyethylene glycol (PEG) 200, 30%(v/v) 물, 5%(v/v) 광개시제 (Darocur 1173) 5%(v/v) FITC-BSA 로 구성된다. 여기서, 0 ℃에서 합성된 미세입자의 단면 모양은 원형으로, 10 ℃에서 합성된 미세입자의 단면 모양은 육각형으로, 15 ℃에서 합성된 미세입자의 단면 모양은 삼각형으로 코드화했다.Each synthesis temperature was set at 0 ° C., 10 ° C., and 15 ° C., and the rest of the conditions were the same as in Example 2, whereby Fluorescein Isothiocyanate-Bovine Serum Albumin (FITC-BSA), a fluorescent nanoparticle mounted between the meshes of particles, In addition to the precursor, microparticles were synthesized. At this time, the precursor is 40% (v / v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 20% (v / v) polyethylene glycol (PEG) 200, 30% (v / v) water, 5% (v / v) photoinitiator (Darocur 1173) It consists of 5% (v / v) FITC-BSA. Here, the cross-sectional shape of the microparticles synthesized at 0 ° C was circular, the cross-sectional shape of the microparticles synthesized at 10 ° C was hexagonal, and the cross-sectional shape of the microparticles synthesized at 15 ° C was triangulated.
비교예 3: 고온에서 나노입자를 함유하는 미세입자 합성Comparative Example 3: Synthesis of Microparticles Containing Nanoparticles at High Temperature
각각의 합성온도를 23 ℃로 하고, 나머지 조건을 상기 실시예 4와 동일하게 하여 미세입자를 합성하였다. 이때, 23 ℃에서 합성된 입자의 단면 모양은 사각형으로 코드화했다.Each synthesis temperature was set to 23 ° C., and the fine particles were synthesized in the same manner as in Example 4 above. At this time, the cross-sectional shape of the particles synthesized at 23 ° C was coded into a rectangle.
평가예 3: 나노입자 함유량 비교Evaluation Example 3: Comparison of Nanoparticle Content
실시예 4 및 비교예 3에서 합성된 미세입자를 Tween 20를 0.05% 함유하고 있는 물로 세척한 후에, 함유된 나노입자량을 측정하기 위해서, 각각의 형광세기를 측정하여 비교하였다. 도 8에서 각각의 미세입자의 형광세기를 나타내는 이미지 및 그래프를 도시했다.After washing the microparticles synthesized in Example 4 and Comparative Example 3 with water containing 0.05% of
결과적으로, 실시예 4에서 합성된 입자의 평균 형광세기가 비교예 3에서 합성된 입자의 평균 형광세기 보다 17% 가량 높게 나타나는바, 저온 합성 시 더 많은 나노입자가 탑재된다는 사실을 확인했다. As a result, since the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Example 4 is about 17% higher than the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Comparative Example 3, it was confirmed that more nanoparticles were loaded during low temperature synthesis.
실시예 5: 저온에서 DNA probe를 함유하는 미세입자 합성Example 5 Microparticle Synthesis Containing DNA Probe at Low Temperature
마이크로 RNA 생체 분자 검출분야에서의 응용 효과를 입증하기 위하여, 입자의 그물망에 공중합되는 DNA probe를 전구체에 포함하여, 실시예 2와 동일한 조건으로 미세입자를 합성했다. 여기서, 사용된 전구체는 90%(v/v) 입자 구성 전구체와 10%(v/v) 타겟 마이크로 RNA에 상보적인 DNA probe (1mM)로 구성되었는데, 이때 입자 구성 전구체는 20%(v/v) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 40%(v/v) polyethylene glycol (PEG) 200, 35%(v/v) 3% Tris EDTA, 5%(v/v) 광개시제 (Darocur 1173)로 구성된다. 여기서, 미세입자의 단면 모양은 원형으로 코드화했다.In order to demonstrate the application effect in the field of micro RNA biomolecule detection, microparticles were synthesized under the same conditions as in Example 2, including a precursor containing a DNA probe copolymerized in the mesh of the particles. Here, the precursor used consisted of a DNA probe (1 mM) complementary to the 90% (v / v) particle constituent precursor and the 10% (v / v) target microRNA, wherein the particle constituent precursor was 20% (v / v). ) polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 700, 40% (v / v) polyethylene glycol (PEG) 200, 35% (v / v) 3% Tris EDTA, 5% (v / v) photoinitiator (Darocur 1173) . Here, the cross-sectional shape of the microparticles was coded in a circle.
비교예 4: 고온에서 DNA probe를 함유하는 미세입자 합성Comparative Example 4: Synthesis of Microparticles Containing DNA Probe at High Temperature
각각의 합성온도를 23 ℃, 35 ℃로 하고, 나머지 조건을 상기 실시예 5와 동일하게 하여 미세입자를 합성하였다. 이때, 23 ℃에서 합성된 입자의 단면 모양은 사각형, 35 ℃에서 합성된 입자의 단면 모양은 육각형으로 코드화했다.Each synthesis temperature was set to 23 ° C and 35 ° C, and the remaining conditions were the same as in Example 5 to synthesize fine particles. At this time, the cross-sectional shape of the particles synthesized at 23 ° C. was rectangular, and the cross-sectional shape of the particles synthesized at 35 ° C. was coded into hexagons.
평가예 4: 검출 민감도 비교Evaluation Example 4: Comparison of Detection Sensitivity
실시예 5 및 비교예 4에서 합성된 입자를 회수하고 세척한 후 인위적인 농도의 타겟 마이크로 RNA를 반응시키고, 입자와 반응한 마이크로 RNA를 일련의 형광 검출 절차를 통해 형광세기로 변환하여 검출 민감도를 측정하였다. 도 9에서 각각의 미세입자의 형광세기를 나타내는 이미지 및 그래프를 도시했다.After recovering and washing the particles synthesized in Example 5 and Comparative Example 4, and reacting the target microRNA of artificial concentration, and measuring the sensitivity by converting the microRNA reacted with the particles to the fluorescence intensity through a series of fluorescence detection procedures It was. In FIG. 9, an image and a graph showing fluorescence intensity of each microparticle are shown.
그 결과, 실시예 5에서 합성된 입자의 평균 형광세기가 비교예 4에서 합성된 입자의 평균 형광세기 보다 20% 가량 높은 것으로 확인되었다. 이는 저온 합성 시 더 많은 프로브가 공중합되어 검출 민감도가 향상된다는 것을 나타낸다. As a result, it was confirmed that the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Example 5 was about 20% higher than the average fluorescence intensity of the particles synthesized in Comparative Example 4. This indicates that more probes are copolymerized at low temperature to improve detection sensitivity.
실시예 6: 저온에서 TMPETA를 사용한 미세입자 합성Example 6: Microparticle Synthesis Using TMPETA at Low Temperature
실시예 4의 전구체 중, PEGDA를 Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate (TMPETA)로 대체하여, 각각 0 ℃, 10 ℃ 합성온도에서 미세입자를 합성하였다. 여기서, 0 ℃에서 합성된 미세입자의 단면 모양은 원형으로, 10 ℃에서 합성된 미세입자의 단면 모양은 육각형으로 코드화했다.In the precursor of Example 4, PEGDA was replaced with Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate (TMPETA) to synthesize microparticles at 0 ° C and 10 ° C synthesis temperatures, respectively. Here, the cross-sectional shape of the microparticles synthesized at 0 ° C was circular, and the cross-sectional shape of the microparticles synthesized at 10 ° C was coded into hexagons.
비교예 5: 저온에서 TMPETA를 사용한 미세입자 합성Comparative Example 5: Microparticle Synthesis Using TMPETA at Low Temperature
합성온도를 23 ℃로, 나머지 조건은 실시예 6과 동일하게 하여, 단면 모양이 사각형인 미세입자를 합성하였다.The synthesis temperature was 23 ° C., and the remaining conditions were the same as those in Example 6, to synthesize fine particles having a rectangular cross-sectional shape.
평가예 5: 나노입자 함유량 비교Evaluation Example 5: Comparison of Nanoparticle Content
유체 리소그래피 공정에서 입자의 그물망을 형성하는 물질로 가장 많이 사용되는 PEGDA가 아닌 다른 물질을 사용하였을 때에도, PEGDA와 동일한 효과가 발현되는지 확인하기 위해서, 실시예 6 및 비교예 5에서 합성된 미세입자를 Tween 20를 0.05% 함유하고 있는 물로 세척한 후, 각각의 형광세기를 측정하여 함유된 나노입자량을 비교하였다. 도 10에서 각각의 미세입자의 형광세기를 나타내는 이미지 및 그래프를 도시했다.In order to confirm whether the same effect as PEGDA is expressed even when a material other than PEGDA, which is used most often as a material for forming a mesh of particles in a fluid lithography process, the microparticles synthesized in Examples 6 and 5 were used After washing with 0.05%
도 8과 도 10을 비교하면, PEGDA 입자와 상당히 비슷한 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 저온 유체 리소그래피의 효과가 PEGDA 입자뿐만 아니라, 다른 고분자로 이루어진 입자에도 적용됨을 알 수 있다.Comparing FIG. 8 with FIG. 10, it can be seen that the trend is quite similar to that of PEGDA particles. Thus, it can be seen that the effect of low temperature fluid lithography according to the present invention is applied not only to PEGDA particles but also to particles composed of other polymers.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and should be understood by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It is obvious that modifications and improvements are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.
1: 광경화성 유체 3: 광
5: 미세입자 10, 110: 마이크로 채널
20, 200: 광원 30, 400: 마스크
40, 500: 렌즈 100: 미세유체 칩
120: 주입구 130: 유출구
140: 상판 150: 하판
160: 유리판 300, 300a, 300b, 300c, 300d: 냉각부
1: photocurable fluid 3: light
5:
20, 200:
40, 500: Lens 100: Microfluidic chip
120: inlet 130: outlet
140: top plate 150: bottom plate
160:
Claims (12)
(b) 상기 마이크로 채널에 광을 조사하여, 미세입자를 합성하는 단계;
를 포함하되,
상기 (a) 단계, 및 상기 (b) 단계는 0 ~ 15 ℃의 합성온도에서 실행되는 저온 유체 리소그래피 방법.
(a) flowing the photocurable fluid into the microchannel; And
(b) irradiating light onto the microchannels to synthesize fine particles;
Including,
The step (a) and the step (b) are carried out at a synthesis temperature of 0 ~ 15 ℃ low temperature fluid lithography method.
상기 광경화성 유체는
광경화성 모노머, 및 광개시제를 포함하고,
공중합 물질, 및 나노입자 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하는 저온 유체 리소그래피 방법.
The method according to claim 1,
The photocurable fluid is
A photocurable monomer, and a photoinitiator,
A low temperature fluid lithography method further comprising at least one of a copolymer, and nanoparticles.
상기 미세입자는
상기 미세입자는 단면의 높이가 1 ~ 200 ㎛이고, 단면의 너비가 1 ~ 500 ㎛인 다면체 형상인 저온 유체 리소그래피 방법.
The method according to claim 1,
The fine particles
The microparticles have a polyhedral shape having a cross-sectional height of 1 to 200 μm and a cross-sectional width of 1 to 500 μm.
상기 공중합 물질은
형광 물질, DNA 프로브(probe), 항체, 바이러스, 단백질, 및 금속화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 저온 유체 리소그래피 방법.
The method according to claim 3,
The copolymer material
A low temperature fluid lithography method comprising at least one selected from the group consisting of fluorescent materials, DNA probes, antibodies, viruses, proteins, and metal compounds.
상기 나노입자는
나노형광입자, 나노자성입자, 단백질, 나노금속입자, 나노화학입자, 및 세포로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 저온 유체 리소그래피 방법.
The method according to claim 3,
The nanoparticles
A low temperature fluid lithography method comprising at least one selected from the group consisting of nanofluorescent particles, nanomagnetic particles, proteins, nanometal particles, nanochemical particles, and cells.
상기 마이크로 채널에 광을 조사하여, 미세입자를 합성하는 광원; 및
상기 마이크로 채널 내의 온도를 0 ~ 15 ℃의 합성온도로 유지하는 냉각부;
를 포함하는 저온 유체 리소그래피 시스템.
A microfluidic chip having a microchannel through which a photocurable fluid flows;
A light source for irradiating light to the microchannels to synthesize fine particles; And
Cooling unit for maintaining the temperature in the micro-channel to a synthesis temperature of 0 ~ 15 ℃;
Low temperature fluid lithography system comprising a.
상기 냉각부는
상기 미세유체 칩의 외면에 접촉하는 열전도판; 및
상기 열전도판을 냉각하는 냉각장치;
를 포함하는 저온 유체 리소그래피 시스템.
The method according to claim 7,
The cooling unit
A thermal conductive plate in contact with an outer surface of the microfluidic chip; And
A cooling device for cooling the heat conducting plate;
Low temperature fluid lithography system comprising a.
상기 냉각부는
냉각 유체; 및
상기 미세유체 칩의 내부에, 상기 냉각 유체가 흐르도록 형성된 냉각 유체 순환채널;
을 포함하는 저온 유체 리소그래피 시스템.
The method according to claim 7,
The cooling unit
Cooling fluid; And
A cooling fluid circulation channel formed inside the microfluidic chip so that the cooling fluid flows;
Low temperature fluid lithography system comprising a.
상기 냉각부는
냉각 유체; 및
상기 미세유체 칩의 외면에 접촉하고, 상기 냉각 유체가 흐르도록 형성된 냉각 유체 순환튜브;
를 포함하는 저온 유체 리소그래피 시스템.
The method according to claim 7,
The cooling unit
Cooling fluid; And
A cooling fluid circulation tube in contact with an outer surface of the microfluidic chip and formed such that the cooling fluid flows;
Low temperature fluid lithography system comprising a.
상기 냉각부는
내벽과 외벽이 서로 이격된 이중벽 구조로 형성되고, 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 상기 미세유체 칩이 배치되는 용기부; 및
상기 내벽과 상기 외벽 사이에 배치되는 냉각재;
를 포함하는 저온 유체 리소그래피 시스템.
The method according to claim 7,
The cooling unit
An inner wall and an outer wall formed of a double wall structure spaced apart from each other, and a container part in which the microfluidic chip is disposed in a space surrounded by the inner wall; And
A coolant disposed between the inner wall and the outer wall;
Low temperature fluid lithography system comprising a.
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