KR102039230B1 - Sample injection device for preventing inflow of bubbles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버블 유입 방지용 시료주입 장치에 관한 것으로서, 시료가 주입되는 시료 주입구, 상기 시료 주입구에서 메인 채널을 연결하는 시료주입 채널을 포함하는 미세유체 채널이 형성되는 상부 패널과, 상기 미세유체 채널의 어느 일부에 형성되어 유체 내 포함된 버블을 붙잡아 둘 수 있는 버블 유입 방지수단과, 상기 미세유체 채널의 하면에 부착되어 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 버블을 제거하기 위한 다공성 박막과, 상기 상부 패널 및 상기 다공성 박막의 하면에 접촉하며, 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 구비되는 하부 패널과, 상기 다공성 박막이 부착된 미세유체 채널이 상기 하부 패널과 진공상태로 부착되도록 상기 상부 패널과 하부 패널을 진공 흡착하기 위한 진공흡착수단을 포함함으로써, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들의 유체 채널 내에 발생하는 버블을 제거하여 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 버블이 차지하는 것을 방지함으로써, 혈액분석, 세포분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a sample injection device for preventing the inflow of the bubble, a sample injection port into which a sample is injected, an upper panel formed with a microfluidic channel including a sample injection channel connecting the main channel in the sample injection port, and the microfluidic channel of Bubble inflow prevention means formed in any one portion to hold the bubbles contained in the fluid, and a porous thin film attached to the lower surface of the microfluidic channel to remove bubbles contained in the fluid passing through the microfluidic channel, A lower panel in contact with the upper panel and a lower surface of the porous thin film, and having a passage for discharging bubbles exiting through the porous thin film to the outside; and a microfluidic channel to which the porous thin film is attached to the lower panel and the vacuum. Vacuum adsorption means for vacuum adsorption of the upper panel and the lower panel to be attached in a state By removing bubbles that occur in the fluid channel of devices such as sensors, separation, measurement, cell culture, and analysis based on microfluidic technology, the fluid flow may be impeded or the volume occupied by the fluid within the channel. By preventing occupancy, the efficiency of certain functions such as blood analysis, cell separation, and measurement can be greatly improved.

Description

버블 유입 방지용 시료주입 장치{Sample injection device for preventing inflow of bubbles}Sample injection device for preventing inflow of bubbles}

본 발명은 버블 유입 방지용 시료주입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들의 유체 채널 내에 발생하는 버블을 제거하여 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 버블이 차지하는 것을 방지함으로써, 혈액분석, 세포분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 버블 유입 방지용 시료주입 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sample injection device for preventing the inflow of bubbles, and more particularly, to remove the bubbles generated in the fluid channel of the device, such as sensor, separation, measurement, cell culture, analysis, etc. based on the microfluidic technology fluid in the channel The present invention relates to a sample injection device for preventing the inflow of bubbles, which can greatly improve the efficiency of a specific function, such as blood analysis, cell separation, and measurement, by preventing the flow of air from being obstructed or the volume occupied by the fluid.

최근, 생명공학분야에서는 미세유체 채널을 포함하는 미세유체 소자 (microfluidics chip)를 이용한 실험 및 분석기술에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, in the field of biotechnology, researches on experimental and analytical technologies using microfluidics chips including microfluidic channels have been actively conducted.

특히, 시료 중 원하는 성분만을 분석하거나, 혼합물에서 특정 성분만을 정제하기 위한 분리 기술은 시료의 전처리 과정에서 매우 중요하다. 특히, 미세 유로, 혼합기, 펌프, 벨브 등을 단일 칩에 집적화하여 소량의 시료를 고속, 고효율로 처리하고자 하는 개념인 랩온어칩(Lab-on-a-chip)에서도 정제 및 분리와 같은 시료 준비 과정은 하위 분석 과정에 앞서 선행되어야 할 핵심 기술이다.In particular, separation techniques for analyzing only the desired components of the sample or for purifying only certain components from the mixture are very important in the pretreatment of the sample. In particular, in the lab-on-a-chip, which is a concept to integrate a small flow path, a mixer, a pump, and a valve into a single chip to process a small amount of samples at high speed and efficiency, a sample preparation such as purification and separation is performed. The process is a key skill that must be preceded by the sub-analysis process.

또한, 생물학 또는 의학적 분석에 있어 중요한 세포에 기반한 임상진단(Cell-based diagnostics)은 혈액 분석, 세포 연구, 미생물 분석, 그리고 조직 이식으로 이루어진다. 생명공학 분야와 관련해서 많은 관심을 가지는 부분으로 혈액관련 연구가 있다. 인체 내 혈관에서의 혈액유동에 대한 해석이나 측정분야가 있고 혈액의 분리와 혈액분석을 통한 검사방법의 개발 등에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다.In addition, cell-based diagnostics, which are important for biological or medical analysis, consist of blood analysis, cell research, microbial analysis, and tissue transplantation. One area of great interest in the field of biotechnology is blood research. There are many fields of interpretation and measurement of blood flow in blood vessels in the human body, and much research is being conducted on the development of test methods through blood separation and blood analysis.

혈액은 크게 적혈구(Red blood cell), 백혈구(White blood cell), 혈소판(Blood platelet), 혈장(Blood plasma)으로 구성되는데, 많은 경우 적혈구나 백혈구와 같은 세포를 별도로 분리하여 배양한 후 검사할 수 있다.Blood is largely composed of red blood cells, white blood cells, blood platelets, and blood plasma. In many cases, cells such as red blood cells or white blood cells can be separated and tested. have.

그러나, 통상 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들은 필연적으로 불필요한 미세 버블(fine bubble)이 채널(channel) 내부에 생기는 문제점이 있다. 이러한 미세 버블들은 채널 내부를 막게 되고 유체의 흐름을 방해하거나 유체가 차지해야 할 부피를 차지함으로 분석, 분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 저하시킨다. However, devices such as sensors, separation, measurement, cell culture, and analysis based on microfluidic technology generally have a problem in that unnecessary fine bubbles are generated inside the channel. These microbubbles block the inside of the channel and disrupt the flow of the fluid or occupy the volume that the fluid must occupy, which reduces the effectiveness of certain functions such as analysis, separation and measurement.

이를 방지하기 위해, 기존에는 디바이스의 작동 전 에탄올, 메탄올 등과 같은 물질을 채널 내부에 주입하여 채워 놓은 후, 주입 할 샘플 및 버퍼용액 등을 작업자의 손으로 정교한 처리 과정을 통해 미세 버블을 최대한 생기지 않게 한 후 디바이스에 주입하는 방법을 사용하기도 하였다. In order to prevent this, conventionally, materials such as ethanol and methanol are injected into the channel before the device is operated, and the sample and buffer solution to be injected are carefully processed by the operator's hand to prevent the formation of fine bubbles. It was also used to inject into the device.

그러나, 이는 미세유체 채널 내부를 친수성으로 바꾸는 시약을 처리하는 번거로운 과정이 필요하고, 정교한 처리 과정을 통하더라도 샘플 및 버퍼용액 내부에 존재하는 초미세 버블은 제거할 수 없으며, 이것은 유체의 흐름에 따라 채널 내부로 들어오게 되어 디바이스 작동에 치명적인 영향을 미치게 되는 문제점을 그대로 갖고 있었다. However, this requires a cumbersome process of processing a reagent that converts the inside of the microfluidic channel into a hydrophilic process, and even a sophisticated process cannot remove the ultra-fine bubbles present in the sample and the buffer solution. The problem was that they would enter the channel, causing a fatal impact on device operation.

또한, 기존에는 샘플을 주입하기 전, 유체 내 버블을 제거하는 장치를 거친 후 디바이스에 주입하는 방식으로 버블을 제거하기도 하였으나, 이는 미세 버블을 제거하기 위한 별도의 장비가 부수적으로 필요한 단점이 있었다.In addition, in the past, before the sample is injected, the bubble is removed by injecting the device after passing the device for removing the bubble in the fluid, but this has a disadvantage in that a separate equipment for removing fine bubbles is additionally required.

이에, 샘플 및 버퍼용액 내부에 존재하는 초미세 버블까지 제거할 수 있으면서도 별도의 장비 없이 디바이스 자체로 유체 내 버블을 제거함으로써, 디바이스가 특정 목적을 위해 작동함과 동시에 버블이 제거되는 형태의 장치가 요구되는 상황이며, 본 출원인은 이에 대한 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다. Therefore, by removing the bubbles in the fluid by the device itself without any equipment, but can remove even the ultra-bubbles inside the sample and the buffer solution, the device is operated for a specific purpose while the bubble is removed It is a required situation, and the present applicant has completed the present invention as a result of repeated studies.

대한민국공개특허 제2013-0002784호Republic of Korea Patent Publication No. 2013-0002784

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들의 유체 채널 내에 발생하는 미세 버블을 제거하여, 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 미세 버블이 차지하는 것을 방지함으로써, 분석, 분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 버블 유입 방지용 시료주입 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by removing the microbubbles generated in the fluid channel of the device, such as microfluidic technology sensor, separation, measurement, cell culture, analysis, fluid in the channel It is an object of the present invention to provide a sample injection device for preventing the inflow of bubbles, which can greatly improve the efficiency of a specific function, such as analysis, separation, measurement, etc. by preventing the flow of the flow or occupy the volume to be occupied by the fluid.

또한, 디바이스 자체로 유체 내 버블을 제거하여, 유체 내 버블 제거 및 디바이스의 구동이 동시에 가능하므로, 버블을 제거하기 위한 별도의 장치가 불필요한 버블 유입 방지용 시료주입 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, by removing the bubbles in the fluid by the device itself, it is possible to remove the bubbles in the fluid and the drive of the device at the same time, it is an object to provide a sample injection device for preventing the bubble flow unnecessary separate device for removing the bubbles.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 시료가 주입되는 시료 주입구, 상기 시료 주입구에서 메인 채널을 연결하는 시료주입 채널을 포함하는 미세유체 채널이 형성되는 상부 패널과, 상기 미세유체 채널의 어느 일부에 형성되어 유체 내 포함된 버블을 붙잡아 둘 수 있는 버블 유입 방지수단과, 상기 미세유체 채널의 하면에 부착되어 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 버블을 제거하기 위한 다공성 박막과, 상기 상부 패널 및 상기 다공성 박막의 하면에 접촉하며, 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 구비되는 하부 패널과, 상기 다공성 박막이 부착된 미세유체 채널이 상기 하부 패널과 진공상태로 부착되도록 상기 상부 패널과 하부 패널을 진공 흡착하기 위한 진공흡착수단을 포함하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, the upper panel is formed with a microfluidic channel including a sample injection port into which a sample is injected, a sample injection channel connecting a main channel at the sample injection port, and any of the microfluidic channels. Bubble inflow prevention means formed in a portion that can hold the bubbles contained in the fluid, porous membrane for removing bubbles contained in the fluid passing through the microfluidic channel attached to the lower surface of the microfluidic channel, The lower panel is in contact with the upper panel and the lower surface of the porous thin film, and has a passage for discharging bubbles exiting through the porous thin film to the outside, and the microfluidic channel to which the porous thin film is attached is vacuumed with the lower panel. Vacuum suction means for vacuum suction of the upper panel and the lower panel to be attached to the It is provided by the bubble inflow prevention sample introduction device.

상기 버블 유입 방지수단은 상기 시료주입 채널 내부에 형성되어 상기 시료 내 포함된 버블이 상기 메인 채널로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 버블을 붙잡아 둘 수 있는 기둥을 포함할 수 있다. The bubble inflow preventing means may include a pillar formed inside the sample injection channel to hold the bubble to prevent the bubble contained in the sample from flowing into the main channel.

또한, 상기 버블 유입 방지수단은 상기 기둥이 형성된 시료주입 채널의 전방에 형성되어 상기 시료가 우회하여 상기 메인 채널로 유입될 수 있도록 하는 바이패스 채널을 더 포함할 수 있다. In addition, the bubble inlet preventing means may further include a bypass channel formed in front of the sample injection channel is the column is formed so that the sample can be bypassed to flow into the main channel.

여기서, 상기 바이패스 채널은 상기 기둥이 형성된 상기 시료주입 채널의 전방과 후방을 연결하도록 형성될 수 있다. Here, the bypass channel may be formed to connect the front and rear of the sample injection channel in which the pillar is formed.

또한, 상기 기둥은 상기 시료주입 채널의 폭방향 또는 유체흐름방향으로 복수개가 형성되고, 상기 기둥들 사이의 틈에 의해 시료의 흐름은 가능하면서도 버블은 기둥에 의해 붙잡히는 것을 특징으로 한다. In addition, a plurality of pillars are formed in the width direction or the fluid flow direction of the sample injection channel, characterized in that the flow of the sample by the gap between the pillars, but the bubble is caught by the pillars.

한편, 상기 기둥은 상기 바이패스 채널이 시작되는 지점에도 설치될 수 있다. 이 경우, 버블이 바이패스 채널로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. Meanwhile, the pillar may be installed at a point where the bypass channel starts. In this case, bubbles can be prevented from entering the bypass channel.

본 발명에서, 상기 바이패스 채널은 시료의 방향을 상기 바이패스 채널로 유도하기 위해 일정한 곡률의 곡면부로 형성될 수 있다. In the present invention, the bypass channel may be formed of a curved portion having a constant curvature to guide the direction of the sample to the bypass channel.

또한, 상기 바이패스 채널은 상기 시료주입 채널에 병렬로 다수개가 형성될 수 있다. In addition, a plurality of bypass channels may be formed in parallel to the sample injection channel.

한편, 상기 미세유체 채널은 버퍼용액이 주입되는 버퍼용액 주입구, 상기 버퍼용액 주입구에서 메인 채널을 연결하는 버퍼용액 채널을 더 포함하며, 상기 기둥은 상기 버퍼용액 채널 내부에 형성되고, 상기 기둥이 형성된 버퍼용액 채널의 전방에는 상기 버퍼용액이 우회하여 상기 메인 채널로 유입될 수 있는 바이패스 채널이 형성될 수 있다. The microfluidic channel may further include a buffer solution inlet through which a buffer solution is injected, a buffer solution channel connecting a main channel to the buffer solution inlet, and the pillar is formed inside the buffer solution channel, and the pillar is formed. A bypass channel may be formed in front of the buffer solution channel to bypass the buffer solution and flow into the main channel.

본 발명에 있어서, 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 미세 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되도록 상기 하부 패널의 표면 위에는 일정한 간격으로 형성되는 패턴들이 돌출형성될 수 있다. In the present invention, patterns formed at regular intervals may be formed on the surface of the lower panel so as to provide a passage for discharging the fine bubbles exiting through the porous thin film to the outside.

이 경우, 상기 패턴들은 상기 하부 패널 표면 위에 일체로 형성되거나, 패터닝된 박막을 부착하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In this case, the patterns may be formed integrally on the lower panel surface or by attaching a patterned thin film.

한편, 상기 다공성 박막은 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 버블만 통과되어 상기 하부 패널 측으로 나오도록 소수성을 갖는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the porous thin film is characterized in that it has a hydrophobic so that only the fine bubbles contained in the fluid passes through the microfluidic channel to pass through to the lower panel side without passing through.

상기 다공성 박막은 소수성 재질로 이루어지거나 상기 다공성 박막 표면에 소수성 물질의 처리를 통해 소수성을 갖도록 할 수 있다. The porous thin film may be made of a hydrophobic material or may have hydrophobicity by treating a hydrophobic material on the surface of the porous thin film.

이를 위해, 상기 다공성 박막의 재질은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다. To this end, the material of the porous thin film is polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene Terephthalate), polyimide (PI; polyimide), polypropylene (PP, polypropylene), polymethyl methacrylate (PMMA; Poly (methyl methacrylate)), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer It may include at least one selected material of plastic, glass, paper, and ceramic.

한편, 상기 진공흡착수단은 상기 상부 패널의 하면에 형성되는 진공홈과, 상기 진공홈과 연통되어 상기 다공성 박막이 부착된 미세유체 채널이 상기 하부 패널과 진공상태로 부착되도록 상기 진공홈에 진공을 인가하는 진공흡입홀을 포함할 수 있다. On the other hand, the vacuum adsorption means is a vacuum groove formed on the lower surface of the upper panel, and the vacuum groove to communicate with the vacuum groove so that the microfluidic channel to which the porous thin film is attached in a vacuum state to the lower panel and the vacuum groove It may include a vacuum suction hole for applying.

상기 진공홈은 상기 미세유체 채널 및 상기 다공성 박막의 주변을 감싸는 형태로 형성되고, 상기 진공흡입홀은 상기 상부 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성될 수 있다. The vacuum groove may be formed to surround the periphery of the microfluidic channel and the porous thin film, and the vacuum suction hole may be formed to communicate with an upper surface or a side surface of the upper panel.

이와 같은 본 발명에서는 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들의 유체 채널 내에 발생하는 미세 버블을 제거하여, 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 미세 버블이 차지하는 것을 방지함으로써, 혈액 분석, 세포 연구, 미생물 분석 등 생명공학 분야와 관련한 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In the present invention, by removing the microbubbles generated in the fluid channel of the device, such as microfluidic technology sensor, separation, measurement, cell culture, analysis, etc., the flow of fluid in the channel is to be disturbed or occupied by the fluid By preventing the microbubble from occupying the volume, there is an effect that can greatly improve the efficiency of functions related to the biotechnology field, such as blood analysis, cell research, microbial analysis.

또한, 디바이스 자체로 유체 내 버블을 제거하여, 유체 내 버블 제거 및 디바이스의 구동이 동시에 가능하므로, 버블을 제거하기 위한 별도의 장치가 불필요하여 종래의 기술에 비해 비용적인 측면에서 매우 유리한 장점이 있다. In addition, by removing the bubbles in the fluid by the device itself, it is possible to remove the bubbles in the fluid and drive the device at the same time, there is no need for a separate device for removing the bubble has a very advantageous advantage in terms of cost compared to the prior art. .

또한, 유체 내 버블을 제거하는 구조가 간단하여 제작 및 양산이 용이하므로, 다양한 기술에서 범용적으로 사용이 가능한 효과가 있다. In addition, since the structure to remove the bubbles in the fluid is easy to manufacture and mass production, there is an effect that can be used universally in various technologies.

도 1은 본 발명의 버블 유입 방지용 시료주입 장치의 일실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 일실시예의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 미세유체 채널이 형성된 상부 패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 시료주입 장치의 실제 샘플을 나타내는 사진이다.
도 6은 도 5에 나타낸 실제 샘플을 이용하여 세포를 분리하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명에서 다공성 박막의 두께에 따라 미세 버블이 없어지는 속도를 나타내는 그래프이다. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a bubble injection prevention sample injection device of the present invention.
2 is a perspective view of the combination of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
4 is a plan view of an upper panel on which a microfluidic channel of the present invention is formed.
5 is a photograph showing an actual sample of the sample injection device of the present invention.
6 is a photograph showing the separation of cells using the actual sample shown in FIG.
7 is a graph showing the rate at which the fine bubbles disappear in accordance with the thickness of the porous thin film in the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.

도 1은 본 발명의 버블 유입 방지용 시료주입 장치의 일실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 일실시예의 결합 사시도이고, 도 3은 도 2에서의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the bubble injection prevention sample injection device of the present invention, Figure 2 is a combined perspective view of one embodiment shown in Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view AA 'in FIG. It is a cross section.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 시료주입 장치는 크게 상부 패널(100), 다공성 박막(200) 및 하부 패널(300)을 구비한다. As shown in the drawing, the sample injection device of the present invention includes an upper panel 100, a porous thin film 200, and a lower panel 300.

상기 상부 패널(100)은 유체가 통과하는 미세유체 채널(110)을 포함하는 것으로서, 실리콘 고무(PDMS), 플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있다. The upper panel 100 includes a microfluidic channel 110 through which a fluid passes, and may be made of a material such as silicone rubber (PDMS) or plastic.

본 발명에서, 상기 미세유체 채널(110)은 시료가 주입되는 시료 주입구(140), 버퍼용액이 주입되는 버퍼용액 주입구(150), 메인 채널(160), 상기 시료 중 원하는 세포가 분리되어 배출되는 제1 배출구(170), 나머지 용액이 배출되는 제2 배출구(180)를 포함하는 것으로, 본 발명에서는 시료 중 원하는 성분(세포)만을 분석하거나, 혼합물에서 특정 성분만을 정제하기 위한 분리 기술에 사용되는 미세유체 채널을 일실시예로 제시하여 본 발명의 구성을 설명하나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, the microfluidic channel 110 is a sample injection port 140, the sample is injected, the buffer solution injection port 150, the main channel 160, the desired cells are separated and discharged from the sample is discharged It includes a first outlet 170, a second outlet 180 for discharging the remaining solution, in the present invention is used in the separation technique for analyzing only the desired component (cell) in the sample, or to purify only the specific component in the mixture Although the configuration of the present invention by describing the microfluidic channel as an embodiment, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

즉, 상기 미세유체 채널(110)은 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스에 적용되는 모든 시료주입 장치 내에서의 채널이 포함될 수 있으며, 혈액분석, 세포분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 미세유체 채널 내에 발생하는 버블을 제거하는데 본 발명의 특징이 있다. That is, the microfluidic channel 110 may include all channels in a sample injection device applied to a device such as a sensor, separation, measurement, cell culture, and analysis based on microfluidic technology, and blood analysis and cell separation. It is a feature of the present invention to eliminate bubbles generated in the microfluidic channel to greatly improve the efficiency of certain functions, such as measurement.

본 발명의 일실시예로 제시하는 상기 미세유체 채널(110)은 상기 시료 주입구(140)와 버퍼용액 주입구(150)가 각각 한 개씩 구비되며, 상기 시료 주입구(140)와 버퍼용액 주입구(150)를 통해서 흘러들어간 시료와 버퍼용액은 각각 시료주입 채널(142)과 버퍼용액 채널(152)을 통해 메인 채널(160)에 유입되도록 상기 시료주입 채널(142)과 버퍼용액 채널(152)의 후단부가 만나는 지점에서 메인 채널(160)과 연결되는 형태를 갖는다. In one embodiment, the microfluidic channel 110 is provided with one sample inlet 140 and one buffer solution inlet 150, and each of the sample inlet 140 and the buffer solution inlet 150. The sample and the buffer solution flowed through the sample feed channel 142 and the buffer solution channel 152 through the main channel 160 to be introduced into the rear end of the sample injection channel 142 and the buffer solution channel 152, respectively At the meeting point, the main channel 160 is connected.

또한, 상기 메인 채널(160)의 후단부에는 상기 제1 배출구(170), 제2 배출구(180)와 각각 연결되는 제1 배출채널(172), 제2 배출채널(182)이 연결되어 메인 채널(160)을 통과하면서 분리된 세포 또는 나머지 용액을 각각의 배출구를 통해서 배출하는 형태를 갖는다. In addition, a first discharge channel 172 and a second discharge channel 182 connected to the first discharge port 170 and the second discharge port 180 are respectively connected to a rear end of the main channel 160 to connect the main channel. While passing through 160, the separated cells or the remaining solution is discharged through each outlet.

이와 같은 본 발명의 미세유체 채널(110)은 상기 상부 패널(100)의 하면에 소정 깊이로 형성되는 홈 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 미세유체 채널(110)을 이루는 시료주입 채널(142), 버퍼용액 채널(152), 메인 채널(160), 제1 배출채널(172) 및 제2 배출채널(182)은 상기 상부 패널(100)의 하면에 소정 깊이의 홈으로 이루어지고, 상기 다공성 박막(200)이 상기 홈의 하면에 부착됨으로써 유체가 흘러갈 수 있는 미세유체 채널(110)이 형성되는 것이다. The microfluidic channel 110 of the present invention has a groove shape formed at a predetermined depth on the lower surface of the upper panel 100. That is, the sample injection channel 142, the buffer solution channel 152, the main channel 160, the first discharge channel 172 and the second discharge channel 182 constituting the microfluidic channel 110 are the upper panel. The lower surface of the (100) is made of a groove of a predetermined depth, the porous thin film 200 is attached to the lower surface of the groove to form a microfluidic channel 110 through which fluid can flow.

한편, 본 발명에서는 상기 미세유체 채널(110)의 어느 일부에 유체 내 포함된 버블을 붙잡아 둘 수 있는 버블 유입 방지수단이 형성된다. On the other hand, in the present invention, a bubble inflow prevention means for holding the bubbles contained in the fluid to any part of the microfluidic channel 110 is formed.

상기 버블 유입 방지수단은 상기 시료주입 채널(142) 내부에 형성되어 상기 시료 내 포함된 버블이 상기 메인 채널(160)로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 버블을 붙잡아 둘 수 있는 기둥(142a)과, 상기 기둥(142a)이 형성된 시료주입 채널(142)의 전방에 형성되어 상기 시료가 우회하여 상기 메인 채널(160)로 유입될 수 있도록 하는 바이패스 채널(144)을 포함하며, 이에 대해 상세한 설명은 후술하고자 한다. The bubble inlet preventing means is formed in the sample injection channel 142 and the pillar 142a which can hold the bubble to prevent the bubbles contained in the sample from entering the main channel 160, and And a bypass channel 144 formed in front of the sample injection channel 142 in which the pillar 142a is formed so that the sample can be bypassed and flowed into the main channel 160. It will be described later.

한편, 본 발명의 다공성 박막(200)은 상기 미세유체 채널(110)을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 버블만 통과되어 상기 하부 패널(300) 측으로 빠져나오도록 하는 것으로서, 이와 같이 상기 미세유체 채널(110)의 하면에 다공성 박막(200)을 부착함으로써, 상기 미세유체 채널(110)을 흐르는 유체 중 미세 버블이 상기 다공성 박막(200)을 통해 하부 패널(300) 측으로 빠져나와 시료 및 버퍼용액 내부에 존재하는 미세 버블을 제거할 수 있는 것이다. On the other hand, the porous thin film 200 of the present invention is to pass through the micro-bubbles contained in the fluid through the micro-fluidic channel 110 without passing through the lower panel 300, as described above, By attaching the porous thin film 200 to the lower surface of the microfluidic channel 110, the microbubble of the fluid flowing through the microfluidic channel 110 exits to the lower panel 300 side through the porous thin film 200, the sample And fine bubbles present in the buffer solution.

이를 위해, 상기 다공성 박막(200)은 상기 미세유체 채널(110)을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 버블만 통과되어 상기 하부 패널(300) 측으로 빠져나오도록 소수성을 갖는 것을 특징으로 한다. To this end, the porous thin film 200 has a hydrophobic property so that only the fine bubbles contained in the fluid pass through the microfluidic channel 110 and exit to the lower panel 300 without passing the fluid flowing through the microfluidic channel 110. do.

즉, 상기 유체가 미세유체 채널(110)을 흐르면서 상기 다공성 박막(200) 위를 지나갈 때 상기 박막(200)은 소수성이기 때문에 상기 미세유체 채널(110)을 흐르는 유체는 다공성 박막(200)의 기공을 통하여 빠져 나가지 않고 그대로 흐르며, 이에 반해, 유체 내의 미세 버블은 소수성의 다공성 박막(200)의 기공을 통하여 빠져나가는 것이다. That is, when the fluid flows over the porous thin film 200 while flowing through the microfluidic channel 110, since the thin film 200 is hydrophobic, the fluid flowing through the microfluidic channel 110 is a pore of the porous thin film 200. As it flows intact without exiting, the microbubbles in the fluid exit through the pores of the hydrophobic porous thin film 200.

본 발명에서, 상기 다공성 박막(200)은 소수성 재질로 이루어지거나 상기 다공성 박막(200) 표면에 소수성 물질의 처리를 통해 소수성을 갖게 할 수도 있다. In the present invention, the porous thin film 200 may be made of a hydrophobic material or may have hydrophobicity by treating a hydrophobic material on the surface of the porous thin film 200.

상기 다공성 박막(200)은 유리, 폴리머, 종이 등 다양한 재질의 것이 모두 적용가능하며, 예를 들어, 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다. The porous thin film 200 is applicable to all materials of various materials, such as glass, polymer, paper, for example, polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene Terephthalate), polyimide (PI) polyimide, polypropylene (PP, polypropylene), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate carbonate), dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer plastic, glass, paper, and ceramics.

이와 같은 다공성 박막(200)은 주로 폴리머(PET, PI, PP, PMMA 등)에 나노사이즈의 기공이 형성된 필름을 사용하는 것이 바람직하다. The porous thin film 200 is preferably a film in which nano-sized pores are formed in a polymer (PET, PI, PP, PMMA, etc.).

한편, 본 발명에서는 상기 시료가 미세유체 채널(110)을 통과하는 과정에서 유체 내 포함된 미세 버블을 다공성 박막(200)으로 제거하는 것과 아울러, 미세 버블(200)이 상기 메인 채널(160)로 유입되는 것을 근본적으로 차단하기 위해, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 시료주입 채널(142) 내부에 상기 미세 버블을 붙잡아 둘 수 있는 기둥(142a)을 형성하고, 상기 기둥(142a)이 형성된 시료주입 채널(142)의 전방에는 상기 시료가 우회하여 상기 메인 채널(160)로 유입될 수 있는 바이패스 채널(144)을 형성하는데 또다른 특징이 있다. Meanwhile, in the present invention, in addition to removing the microbubbles contained in the fluid into the porous thin film 200 in the course of passing the sample through the microfluidic channel 110, the microbubble 200 moves to the main channel 160. In order to fundamentally block the inflow, as shown in Figure 4, the sample injection channel 142 is formed inside the pillar 142a to hold the fine bubbles, the sample injection formed the pillar 142a In front of the channel 142 is another feature to form a bypass channel 144 through which the sample can be bypassed and introduced into the main channel 160.

여기서, 상기 바이패스 채널(144)은 상기 기둥(142a)이 형성된 상기 시료주입 채널(142)의 전방과 후방을 연결하도록 형성됨으로써, 상기 시료는 시료주입 채널(142)을 통해 메인 채널(160)로 직접 유입되거나 상기 바이패스 채널(144)을 통해 우회하여 상기 메인 채널(160)로 유입될 수도 있는 것이다. Here, the bypass channel 144 is formed to connect the front and rear of the sample injection channel 142, the pillar 142a is formed, the sample is the main channel 160 through the sample injection channel 142 It may be introduced directly into the main channel 160 or bypassed through the bypass channel 144.

여기서, 상기 기둥(142a)은 상기 시료주입 채널(142)의 폭방향 또는 유체흐름방향으로 복수개가 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 기둥(142a)들 사이에는 소정의 틈이 형성되도록 하여, 상기 기둥(142a)들 사이에 형성된 틈에 의해 시료의 흐름은 가능하면서도 미세 버블은 상기 기둥(142a)을 통과하지 못하게 되어 붙잡히게 되는 것이다. Here, the pillar 142a is preferably formed in plural in the width direction or the fluid flow direction of the sample injection channel 142. That is, a predetermined gap is formed between the pillars 142a so that the sample can be flowed by the gap formed between the pillars 142a, but fine bubbles cannot be passed through the pillars 142a. Will be hit.

즉, 상기 메인 채널(160)로 시료가 들어가기 전에 시료주입 채널(142) 내부에 상기 미세 버블을 붙잡아 둘 수 있는 기둥(142a)을 형성함으로써, 버블이 없는 경우에는 시료가 원활하게 시료주입 채널(142)을 통해 메인 채널(160)로 흘러 들어가지만, 버블이 형성되면 시료가 상기 바이패스 채널(144)로 우회하여 메인 채널(160)로 흘러들어 갈 수 있다. That is, by forming the pillar 142a to hold the microbubble inside the sample injection channel 142 before the sample enters the main channel 160, when the sample is free of bubbles, the sample is smoothly filled with the sample injection channel ( Although flowed into the main channel 160 through the 142, when bubbles are formed, the sample may bypass the bypass channel 144 and flow into the main channel 160.

이때 상기 기둥(142a)에 붙잡힌 미세 버블은 상기 다공성 박막(200)을 통해 하부로 빠져나가게 되어 시간이 지나면 없어지게 되고, 이후 시간이 지나 버블이 없어지면 다시 원활하게 샘플이 메인 채널(160)로 흘러들어 갈 수 있다.At this time, the fine bubbles caught in the pillar 142a is discharged downward through the porous thin film 200, and disappears over time, and after the time passes, the sample flows smoothly to the main channel 160 again. You can go in.

또한, 상기 바이패스 채널(144)이 시작되는 지점에도 상기 미세 버블이 바이패스 채널(144)로 유입되는 것을 막기 위해 기둥(144a)이 더 설치될 수 있다. 즉, 유체 내 버블이 상기 시료주입 채널의 기둥(142a)에 가로막힌 경우, 시료와 함께 바이패스 채널(144)로 유입될 수 있으므로, 이를 방지하고자 상기 바이패스 채널(144)이 시작되는 지점에도 기둥(144a)을 더 설치하는 것이다. In addition, the pillar 144a may be further installed at the point where the bypass channel 144 starts to prevent the fine bubbles from entering the bypass channel 144. That is, when bubbles in the fluid are blocked by the pillar 142a of the sample injection channel, the sample may flow into the bypass channel 144 together with the sample. The pillar 144a is to be installed further.

이와 같이, 본 발명은 시료주입 채널(142) 및 바이패스 채널(144)에 기둥을 형성하여 상기 메인 채널(160)로의 미세 버블의 유입을 차단할 수 있고, 미세 버블이 다공성 박막(200)을 통해 하부 패널(300)로 빠져나가는 구조를 통해 유체 내에서 버블을 완전히 제거할 수 있게 된다. As such, the present invention may form a pillar in the sample injection channel 142 and the bypass channel 144 to block the inflow of the microbubbles into the main channel 160, the microbubble through the porous membrane 200 The structure exiting to the lower panel 300 allows the bubbles to be completely removed from the fluid.

또한, 상기 바이패스 채널(144)은 시료의 방향을 상기 바이패스 채널(144)로 유도하기 위해 일정한 곡률의 곡면부로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 시료의 유입과 채널 내에서의 원활한 이동을 위해 상기 바이패스 채널(144)은 일정한 곡률을 갖는 곡면부로 형성될 수 있으며, 상기 바이패스 채널(144)의 입구 역시 미세 버블이 기둥(142a)에 붙잡혔을 때 상기 시료가 바이패스 채널(144)로 용이하게 유입되도록 일정한 곡률의 곡면부로 형성될 수도 있는 것이다. In addition, the bypass channel 144 may be formed as a curved portion of a constant curvature to guide the direction of the sample to the bypass channel 144. That is, as shown in Figure 4, the bypass channel 144 may be formed of a curved portion having a constant curvature for the inflow of the sample and smooth movement within the channel, the inlet of the bypass channel 144 When the fine bubbles are caught in the pillar 142a, the sample may be formed as a curved portion having a constant curvature so that the sample easily flows into the bypass channel 144.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 바이패스 채널(144)을 시료주입 채널(142)에 한 개 형성한 것을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 바이패스 채널(144)은 시료주입 채널(142)에 한 개 이상 다수개가 형성될 수 있다. 이와 같이 바이패스 채널(144)이 시료주입 채널(142)에 다수개가 형성되면 미세 버블이 많이 포함된 시료라고 하더라도 유체 내에서 보다 완벽하게 미세 버블을 제거할 수 있게 된다. In addition, in an embodiment of the present invention, although one bypass channel 144 is formed in the sample injection channel 142, the present invention is not limited thereto, and the bypass channel 144 is a sample. One or more can be formed in the injection channel 142. As such, when a plurality of bypass channels 144 are formed in the sample injection channel 142, the microbubbles may be more completely removed from the fluid even if the sample contains a lot of microbubbles.

또한, 상기 바이패스 채널(144)은 시료주입 채널(142) 뿐 아니라 상기 메인 채널(160)이나 제1 배출채널(172), 제2 배출채널(182)에도 형성할 수 있다. 즉, 유체 내 버블이 너무 많은 경우에는 시료주입 채널(140)에만 바이패스 채널(144)을 형성하면 버블의 제거에 한계가 있으므로, 상기 바이패스 채널(144)을 상기 메인 채널(160)이나 제1 배출채널(172), 제2 배출채널(182)에 형성하여 유체 내 버블을 보다 완벽하게 제거할 수 있게 된다. In addition, the bypass channel 144 may be formed in the main channel 160, the first discharge channel 172, and the second discharge channel 182 as well as the sample injection channel 142. That is, when there are too many bubbles in the fluid, if the bypass channel 144 is formed only in the sample injection channel 140, there is a limit in removing the bubbles. The first discharge channel 172 and the second discharge channel 182 may be formed to more completely remove bubbles in the fluid.

한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 상기 버퍼용액 채널(152) 내부에도 유체 내 포함된 미세 버블이 상기 메인 채널(160)로 유입되는 것을 방지하기 위한 기둥이 형성될 수 있고, 마찬가지로 상기 기둥이 형성된 버퍼용액 채널(152)의 전방에도 상기 버퍼용액이 우회하여 상기 메인 채널(160)로 유입될 수 있는 바이패스 채널이 형성될 수 있다. Although not shown in the drawings, a pillar may be formed inside the buffer solution channel 152 to prevent the fine bubbles contained in the fluid from flowing into the main channel 160, and the buffer in which the pillar is formed. A bypass channel may be formed in the front of the solution channel 152 to bypass the buffer solution and flow into the main channel 160.

한편, 상기 다공성 박막(200)을 통해 밑으로 빠져나오는 미세 버블은 상기 하부 패널(300)의 표면에 접하게 된다. On the other hand, the fine bubbles coming out through the porous thin film 200 is in contact with the surface of the lower panel (300).

상기 하부 패널(300)은 상기 상부 패널(100) 및 상기 다공성 박막(200)의 하면에 접촉하도록 설치되며, 상기 다공성 박막(200)이 부착된 미세유체 채널(110)과 진공상태로 부착되어야 하고, 상기 다공성 박막(200)을 통하여 빠져나오는 미세 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 구비되어야 한다. The lower panel 300 is installed to contact the lower surface of the upper panel 100 and the porous thin film 200, and should be attached in a vacuum state to the microfluidic channel 110 to which the porous thin film 200 is attached. , A passage for discharging the fine bubbles coming out through the porous membrane 200 to the outside should be provided.

상기 다공성 박막(200)이 부착된 미세유체 채널(110)과 하부 패널(300)을 진공상태로 부착하기 위해, 본 발명에서는 진공을 인가하는 진공흡착수단을 포함한다. In order to attach the microfluidic channel 110 and the lower panel 300 to which the porous thin film 200 is attached in a vacuum state, the present invention includes a vacuum adsorption means for applying a vacuum.

여기서, 상기 진공흡착수단은 상기 상부 패널(100)의 하면에 형성되는 진공홈(120)과, 상기 진공홈(120)과 연통되어 상기 다공성 박막(200)이 부착된 미세유체 채널(110)이 상기 하부 패널(300)과 진공상태로 부착되도록 상기 진공홈(120)에 진공을 인가하는 진공흡입홀(130)을 포함할 수 있다. Here, the vacuum adsorption means is a vacuum groove 120 formed on the lower surface of the upper panel 100 and the microfluidic channel 110 in communication with the vacuum groove 120 is attached to the porous thin film 200 is It may include a vacuum suction hole 130 for applying a vacuum to the vacuum groove 120 to be attached to the lower panel 300 in a vacuum state.

상기 진공홈(120)은 상기 미세유체 채널(110) 및 상기 다공성 박막(200)의 주변을 감싸는 형태로 형성된다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 진공홈(120)은 상기 미세유체 채널(110) 및 상기 다공성 박막(200)이 형성되는 영역을 모두 포함하도록 바람직하게는 4각형으로 형성되는 것이 좋다. The vacuum groove 120 is formed to surround the periphery of the microfluidic channel 110 and the porous thin film 200. That is, as shown in Figure 1, the vacuum groove 120 is preferably formed in a quadrangular shape so as to include both the region in which the microfluidic channel 110 and the porous thin film 200 is formed.

상기 진공흡입홀(130)은 양단이 상기 진공홈(120)과 상기 상부 패널(100)의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되며, 외부의 기기에 연결되어 진공을 인가함으로써, 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100) 사이에 공기층을 완전히 제거하여 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100)이 진공 흡착되도록 한다. The vacuum suction hole 130 is formed so that both ends are in communication with the upper surface or the side of the vacuum groove 120 and the upper panel 100, and is connected to an external device by applying a vacuum, the lower panel 300 The air layer is completely removed between the upper panel and the upper panel 100 so that the lower panel 300 and the upper panel 100 are vacuum-adsorbed.

본 발명에서는 도 1 내지 도 3을 통해 상기 진공흡입홀(130)이 상부 패널(100)의 상면에 연통되도록 형성된 것을 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 진공흡입홀(130)이 상기 상부 패널(100)의 측면에 연통되어 외부에서 진공흡입홀(130)을 통해 진공홈(120) 내의 공기를 빨아들일 수 있는 구조로 함도 가능하다. In the present invention, the vacuum suction hole 130 is shown to communicate with the upper surface of the upper panel 100 through FIGS. 1 to 3, but the present invention is not limited thereto, and the vacuum suction hole 130 is the same. It is also possible to have a structure in communication with the side of the upper panel 100 to suck the air in the vacuum groove 120 through the vacuum suction hole 130 from the outside.

이와 같은 구조로 인해, 상기 하부 패널(300)과 채널(110) 사이는 상기 진공홈(120)을 통해 탈착이 가능하다. 즉, 상기 진공홈(120)에 진공을 인가하면 상기 하부 패널(300)과 채널(110) 사이가 진공으로 인해 부착되지만, 상기 진공홈(120)에 인가된 진공을 해제하면 상기 하부 패널(300)과 채널(110) 사이가 떨어지게 되어 분리가 가능하다. Due to this structure, the lower panel 300 and the channel 110 may be detachable through the vacuum groove 120. That is, when the vacuum is applied to the vacuum groove 120, the lower panel 300 and the channel 110 are attached by the vacuum, but when the vacuum is applied to the vacuum groove 120, the lower panel 300 is released. ) And the channel 110 is separated and can be separated.

한편, 상기 다공성 박막(200)을 통하여 빠져나오는 미세 버블은 하부 패널(300) 위에 모이게 되고, 따라서, 상기 하부 패널(300)에는 미세 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되어야 한다. 이를 위해, 본 발명에서는 상기 하부 패널(300)의 표면 위에 일정한 간격으로 패턴(310)들을 돌출형성한다. Meanwhile, the fine bubbles exiting through the porous thin film 200 are collected on the lower panel 300, and thus, the lower panel 300 should be provided with a passage for discharging the fine bubbles to the outside. To this end, the present invention protrudes the patterns 310 at regular intervals on the surface of the lower panel 300.

상기 패턴(310)은 상기 하부 패널(300) 표면 위에 수 마이크로미터 사이즈의 높이로 형성되어 상기 다공성 박막(200)과 하부 패널(300) 사이에 수 마이크로미터 사이즈의 공간을 형성하게 되고, 이 공간을 통해 상기 다공성 박막(200)을 통과한 미세 버블이 외부로 원활히 빠져나갈 수 있는 통로가 마련되는 것이다. The pattern 310 is formed to a height of several micrometers on the surface of the lower panel 300 to form a space of several micrometers between the porous thin film 200 and the lower panel 300, this space The passage through which the fine bubbles passing through the porous thin film 200 can be smoothly escaped to the outside.

상기 패턴(310)들은 상기 하부 패널(300) 표면 위에 일체로 형성되거나, 패터닝된 박막을 부착하여 형성될 수 있다. The patterns 310 may be integrally formed on a surface of the lower panel 300 or may be formed by attaching a patterned thin film.

상기 패턴(310)들을 상기 하부 패널(300) 표면 위에 일체로 형성하는 방법은 공지의 기술이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.In the method of integrally forming the patterns 310 on the surface of the lower panel 300, a known technique may be applied, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 시료주입 장치의 실제 샘플을 나타내는 사진으로서, 미세 유체 채널에 샘플은 왼쪽 위에 형성된 시료 주입구, 버퍼용액은 왼쪽 아래에 형성된 버퍼용액 주입구로 주입된다. Figure 5 is a photograph showing the actual sample of the sample injection device of the present invention, the sample is injected into the microfluidic channel sample inlet formed in the upper left, the buffer solution is formed in the buffer solution inlet formed on the lower left.

샘플에는 혈액, 분리를 원하는 세포나 입자, 그리고 미세 버블이 흘러 들어온다. 메인 채널로 들어가기 전 두 갈래의 길을 만들고 들어오는 미세 버블을 붙잡을 수 있는 기둥이 채널 내부에 형성되어 있다(사진(b) 참고).Samples come with blood, cells or particles you want to isolate, and microbubbles. Before entering the main channel, there are pillars inside the channel that make a two-way path and catch the incoming microbubbles (see photo (b)).

버블이 없을 시 세포는 원활하게 시료주입 채널로 흘러 들어가지만(사진 (c) 참고), 버블이 형성되면 세포는 바이패스 채널로 돌아서 메인 채널로 흘러들어 갈 수 있다(사진 (d) 참고). 기둥에 붙잡힌 버블은 시간이 지나면 없어지기 때문에 다시 원활하게 샘플이 메인 채널로 흘러들어 갈 수 있다. In the absence of bubbles, cells flow smoothly into the sample injection channel (see photo (c)), but when bubbles form, cells can return to the bypass channel and flow into the main channel (see photo (d)). Bubbles trapped in the column disappear over time, allowing the sample to flow smoothly back into the main channel.

도 6은 도 5에 나타낸 실제 샘플을 이용하여 세포를 분리하는 모습을 나타내는 사진으로, 도 6에서 (b)는 다공성 박막이 부착된 디바이스에서 세포를 분리하는 모습을 나타내고, (c)는 다공성 박막이 부착되지 않은 디바이스에서 세포를 분리하는 모습을 나타낸다. Figure 6 is a photograph showing the separation of cells using the actual sample shown in Figure 5, Figure 6 (b) shows the separation of cells in a device with a porous thin film, (c) is a porous thin film This shows the separation of cells from non-attached devices.

이를 참고하면, 다공성 박막이 부착되고, 진공이 걸어진 상태에서 세포를 분리하면 미세 버블이 없이 원활하게 세포가 분리가 되어 원하는 세포 배출구인 outlet#2로 나온다(사진 (b) 참고).Referring to this, when the porous thin film is attached and the cells are separated while the vacuum is applied, the cells are smoothly separated without the fine bubble and come out to the desired cell outlet outlet # 2 (see photo (b)).

반면, 다공성 박막이 부착되지 않은 디바이스를 사용하는 경우, 채널 내부에 버블이 형성되어 세포가 정상적으로 분리되지 못하고 Outlet#1로 나가버린다(그림 (c) 참고).On the other hand, when a device without a porous thin film is used, bubbles are formed inside the channel and cells cannot be separated normally and go to Outlet # 1 (see Fig. (C)).

또한, 도 7은 본 발명에서 다공성 박막의 두께에 따라 미세 버블이 없어지는 속도를 그래프로 나타낸 것으로, X축은 유체가 채널 내부로 진행될 때 버블이 없어지는데 걸리는 시간을 나타내고, Y축은 유체가 채널 내부로 진행함에 따라 채널 내부에 남는 공기의 부피를 나타낸다. In addition, Figure 7 is a graph showing the rate of disappearing the microbubbles according to the thickness of the porous thin film in the present invention, X axis represents the time it takes for the bubble to disappear when the fluid proceeds into the channel, Y axis is the fluid inside the channel As it progresses to, it indicates the volume of air remaining inside the channel.

도 7에서는 미세유체 채널 아래에 다공성 박막의 두께를 6, 10, 15, 20㎛로 각각 다르게 적용하여 얼마나 빨리 채널 내부에 유체가 차는지를 측정하였다. In FIG. 7, the thickness of the porous thin film under the microfluidic channel was differently applied to 6, 10, 15, and 20 μm, respectively, to determine how quickly the fluid fills the inside of the channel.

측정 결과, 두께가 얇은 박막일수록 마이크로 플루이딕 채널 내부에 빨리 유체가 차게 되는 것을 알 수 있었다.As a result of the measurement, the thinner the thin film, the faster the fluid fills the inside of the microfluidic channel.

따라서, 상기 유체 내 미세 버블을 빨리 제거하기 위해서는 상기 다공성 박막의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하며, 이외에도 상기 유체 내 미세 버블이 빠져나가는 속도는 상기 다공성 박막의 두께, 상기 하부 패널의 패턴의 높이, 상기 진공홈에 인가한 진공의 강도 및 상기 다공성 박막에 형성된 구멍의 크기에 따라 조절할 수 있다. Therefore, in order to quickly remove the microbubbles in the fluid, it is preferable to reduce the thickness of the porous thin film, and in addition, the rate at which the microbubbles in the fluid exit the thickness of the porous thin film, the height of the pattern of the lower panel, the It can be adjusted according to the strength of the vacuum applied to the vacuum groove and the size of the hole formed in the porous thin film.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

100: 상부 패널 110: 미세유체 채널
120: 진공홈 130: 진공흡입홀
140: 시료 주입구 142: 시료주입 채널
150: 버퍼용액 주입구 152: 버퍼용액 채널
160: 메인 채널 170: 제1 배출구
180: 제2 배출구 200: 다공성 박막
300: 하부 패널 310: 패턴100: upper panel 110: microfluidic channel
120: vacuum groove 130: vacuum suction hole
140: sample injection port 142: sample injection channel
150: buffer solution inlet 152: buffer solution channel
160: main channel 170: first outlet
180: second outlet 200: porous thin film
300: lower panel 310: pattern

Claims (16)

시료가 주입되는 시료 주입구, 상기 시료 주입구에서 메인 채널을 연결하는 시료주입 채널을 포함하는 미세유체 채널이 형성되는 상부 패널;
상기 미세유체 채널의 어느 일부에 형성되어 유체 내 포함된 버블을 붙잡아 둘 수 있는 버블 유입 방지수단;
상기 미세유체 채널의 하면에 부착되어 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 버블을 제거하기 위한 다공성 박막;
상기 상부 패널 및 상기 다공성 박막의 하면에 접촉하며, 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 구비되는 하부 패널; 및
상기 다공성 박막이 부착된 미세유체 채널이 상기 하부 패널과 진공상태로 부착되도록 상기 상부 패널과 하부 패널을 진공 흡착하기 위한 진공흡착수단; 을 포함하되, 상기 버블 유입 방지수단은 상기 시료주입 채널 내부에 형성되어 상기 시료 내 포함된 버블이 상기 메인 채널로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 버블을 붙잡아 둘 수 있는 기둥을 포함하고, 상기 버블 유입 방지수단은 상기 기둥이 형성된 시료주입 채널의 전방에 형성되어 상기 시료가 우회하여 상기 메인 채널로 유입될 수 있도록 하는 바이패스 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.An upper panel on which a microfluidic channel including a sample injection hole into which a sample is injected and a sample injection channel connecting a main channel to the sample injection hole is formed;
Bubble inflow prevention means formed in any part of the microfluidic channel to hold the bubbles contained in the fluid;
A porous thin film attached to a lower surface of the microfluidic channel to remove bubbles contained in the fluid passing through the microfluidic channel;
A lower panel contacting the upper panel and the lower surface of the porous thin film and having a passage for discharging bubbles exiting through the porous thin film to the outside; And
Vacuum adsorption means for vacuum adsorbing the upper panel and the lower panel such that the microfluidic channel to which the porous thin film is attached is attached in a vacuum state to the lower panel; To include, wherein the bubble inlet preventing means includes a column formed inside the sample injection channel to hold the bubble to prevent the bubbles contained in the sample from entering the main channel, the bubble inlet Preventing means is formed in front of the sample injection channel is formed in the column sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that it further comprises a bypass channel to bypass the sample flows into the main channel. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 바이패스 채널은 상기 기둥이 형성된 상기 시료주입 채널의 전방과 후방을 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
And the bypass channel is formed to connect the front and the rear of the sample injection channel in which the pillar is formed. 청구항 1에 있어서,
상기 기둥은 상기 시료주입 채널의 폭방향 또는 유체흐름방향으로 복수개가 형성되고, 상기 기둥들 사이의 틈에 의해 시료의 흐름은 가능하면서도 버블은 기둥에 의해 붙잡히는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The pillar is formed in plural in the width direction or the fluid flow direction of the sample injection channel, the sample flow for preventing the inflow of the bubble, characterized in that the bubble is caught by the column while the flow of the sample is possible by the gap between the pillars Device. 청구항 1에 있어서,
상기 기둥은 상기 바이패스 채널이 시작되는 지점에 설치되어 버블이 바이패스 채널로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The pillar is installed at the point where the bypass channel is started, the sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that the bubble is prevented from entering the bypass channel. 청구항 1에 있어서,
상기 바이패스 채널은 시료의 방향을 상기 바이패스 채널로 유도하기 위해 일정한 곡률의 곡면부로 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The bypass channel is a sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that formed in the curved portion of a predetermined curvature to guide the direction of the sample to the bypass channel. 청구항 1에 있어서,
상기 바이패스 채널은 상기 시료주입 채널에 병렬로 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
And a plurality of the bypass channels are formed in parallel to the sample injection channel. 청구항 1에 있어서,
상기 미세유체 채널은 버퍼용액이 주입되는 버퍼용액 주입구, 상기 버퍼용액 주입구에서 메인 채널을 연결하는 버퍼용액 채널을 더 포함하며,
상기 기둥은 상기 버퍼용액 채널 내부에 형성되고,
상기 기둥이 형성된 버퍼용액 채널의 전방에는 상기 버퍼용액이 우회하여 상기 메인 채널로 유입될 수 있는 바이패스 채널이 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The microfluidic channel further includes a buffer solution inlet for injecting a buffer solution, a buffer solution channel connecting the main channel to the buffer solution inlet,
The pillar is formed inside the buffer solution channel,
And a bypass channel through which the buffer solution is bypassed and is introduced into the main channel in front of the buffer solution channel in which the pillar is formed. 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 버블을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되도록 상기 하부 패널의 표면 위에는 일정한 간격으로 형성되는 패턴들이 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that the pattern is formed on the surface of the lower panel protruding to provide a passage for discharging the bubble exiting through the porous thin film to the outside. 청구항 10에 있어서,
상기 패턴들은 상기 하부 패널 표면 위에 일체로 형성되거나, 패터닝된 박막을 부착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 10,
The patterns are integrally formed on the lower panel surface, or a sample injection device for preventing the bubble flow, characterized in that formed by attaching a patterned thin film. 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 박막은 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 버블만 통과되어 상기 하부 패널 측으로 나오도록 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치. The method according to claim 1,
The porous membrane is a sample injection device for preventing the bubble flow, characterized in that the hydrophobic hydrophobic so that only the bubbles contained in the fluid passes through the microfluidic channel to pass through to the lower panel side without passing through the fluid. 청구항 12에 있어서,
상기 다공성 박막은 소수성 재질로 이루어지거나 상기 다공성 박막 표면에 소수성 물질의 처리를 통해 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치. The method according to claim 12,
The porous thin film is made of a hydrophobic material or a sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that having a hydrophobic through the treatment of a hydrophobic material on the surface of the porous thin film. 청구항 13에 있어서,
상기 다공성 박막의 재질은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 13,
The porous thin film may be made of polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polypropylene (PP, polypropylene), polymethyl methacrylate (PMMA); Poly (methyl methacrylate)), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, polymer plastic, glass , At least one selected from the group consisting of paper and ceramics. 청구항 1에 있어서,
상기 진공흡착수단은 상기 상부 패널의 하면에 형성되는 진공홈과,
상기 진공홈과 연통되어 상기 다공성 박막이 부착된 미세유체 채널이 상기 하부 패널과 진공상태로 부착되도록 상기 진공홈에 진공을 인가하는 진공흡입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 1,
The vacuum suction means is a vacuum groove formed on the lower surface of the upper panel,
And a vacuum suction hole communicating with the vacuum groove to apply a vacuum to the vacuum groove so that the microfluidic channel to which the porous thin film is attached is attached to the lower panel in a vacuum state. 청구항 15에 있어서,
상기 진공홈은 상기 미세유체 채널 및 상기 다공성 박막의 주변을 감싸는 형태로 형성되고,
상기 진공흡입홀은 상기 상부 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 버블 유입 방지용 시료주입 장치.The method according to claim 15,
The vacuum groove is formed to surround the microfluidic channel and the porous thin film,
The vacuum suction hole is a sample injection device for preventing the bubble inlet, characterized in that formed in communication with the top or side of the upper panel.
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