KR102058332B1 - 세포의 용해 및 세포내 성분의 분리를 위한 이온 농도 분극 기반의 다기능 미세 유체 장치 - Google Patents

세포의 용해 및 세포내 성분의 분리를 위한 이온 농도 분극 기반의 다기능 미세 유체 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치는, 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널과, 메인 채널을 따라 메인 채널과 분리되어 메인 채널의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 및 한 쌍의 제2 완충 용액 채널과, 메인 채널과 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 연결하며 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막과, 메인 채널과 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 연결하며 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막을 구비한 고분자 전해질막과, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 통해 제1 이온 선택적 투과막 양단에 제1 전압을 인가하는 제1 전극 유닛과, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 통해 제2 이온 선택적 투과막 양단에 제2 전압을 인가하는 제2 전극 유닛을 구비한 전극 유닛;을 포함하며, 제1 이온 선택적 투과막은 메인 채널에 직교하도록 제공되고, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널은 메인 채널을 중심으로 메인 채널의 양측에 대칭되도록 배치되며, 제2 이온 선택적 투과막은 메인 채널에 경사지도록 제공되고, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널은 메인 채널을 중심으로 메인 채널의 양측에 비대칭 되도록 배치할 수 있다.

Description

세포의 용해 및 세포내 성분의 분리를 위한 이온 농도 분극 기반의 다기능 미세 유체 장치{MULTIFUNCTIONAL MICROFLUIDIC APPARATUS FOR LYSING CELL AND ANALYZING INTRACELLULAR COMPONENTS BASED ON ION CONTCENTRATION POLARIZATION}
본 출원은, 이온 농도 분극 현상을 이용하여 세포의 용해 및 세포내 성분의 분리를 하나의 장치에서 구현할 수 있는 다기능 미세 유체 장치에 관한 것이다.
세포내 성분들의 분석은 분자 생물학, 바이오 기술 및 임상 의학과 같은 다양한 분야에서 매우 중요하며, 세포내 성분을 분석하기 위해서는 몇 가지 전처리 과정들이 필요하다.
전처리 과정들 중, 세포 용해(cell ly sis) 및 분리는 가장 중요한 과정이다. 세포 용해 과정을 통해, 세포막을 용해하고 세포 소기관, 디엔에이(DNA) 및 단백질을 포함하는 세포내 성분들을 얻을 수 있다.
세포 용해 과정에 이어서, 관심 있는 성분들을 선택적으로 분석하기 위해서는 얻어진 세포내 성분들을 분리하는 것은 매우 중요한 과정이다.
현재 많은 연구 그룹들에 의해 다양한 용해 및 분리 방법들이 연구되고 있으나, 속도나 가격, 자동화의 관점에서 하나의 장치 내에서 세포의 용해와 용해된 세포의 세포내 성분들의 분리를 동시에 수행하도록 하는 것은 매우 중요한 이슈이다.
한국공개특허 제2015-0009874호('담수화 장치', 공개일: 2015년01월27일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하나의 장치 내에서 세포의 용해와 용해된 세포의 세포내 성분들의 분리를 동시에 수행할 수 있는 세포의 용해 및 세포내 성분의 분리를 위한 이온 농도 분극 기반의 다기능 미세 유체 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널; 상기 메인 채널을 따라 상기 메인 채널과 분리되어 상기 메인 채널의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 및 한 쌍의 제2 완충 용액 채널; 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 연결하며 상기 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막과, 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 연결하며 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막을 구비한 고분자 전해질막; 및 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 통해 상기 제1 이온 선택적 투과막 양단에 제1 전압을 인가하는 제1 전극 유닛과, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 통해 상기 제2 이온 선택적 투과막 양단에 제2 전압을 인가하는 제2 전극 유닛을 구비한 전극 유닛;을 포함하며, 상기 제1 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 직교하도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 대칭되도록 배치되며, 상기 제2 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 경사지도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 비대칭 되도록 배치되는, 다기능 미세 유체 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 이온 선택적 투과막은, 인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역에서 증폭된 전기장을 이용하여 상기 세포를 용해할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제2 이온 선택적 투과막은, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제2 이온 농도 결핍 영역에서 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리할 수 있다.
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본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 다기능 미세 유체 장치는, 상기 제2 이온 선택적 투과막에 의해 분리된 세포내 성분들이 포집되어 배출되는, 격벽에 의해 구획된 분리 배출부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 전극 유닛은, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 중 상부 완충 용액 채널에 인가되는 양극 전극과, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 중 하부 완충 용액 채널에 인가되는 접지 전극을 포함하며, 상기 제2 전극 유닛은, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널 중 상부 완충 용액 채널에 인가되는 양극 전극과, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널 중 하부 완충 용액 채널에 인가되는 접지 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 다기능 미세 유체 장치는, 세포내 성분들을 한쪽 벽면에 집중시키기 위해 상기 메인 채널로부터 경사지게 구비되어 완충 용액이 투입되는 유체 집속용 용액 유입 통로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널; 상기 메인 채널을 따라 상기 메인 채널과 분리되어 상기 메인 채널의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 및 한 쌍의 제2 완충 용액 채널; 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 연결하며 상기 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막과, 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 연결하며 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막을 구비한 고분자 전해질막; 및 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 통해 상기 제1 이온 선택적 투과막 양단에 제1 전압을 인가하는 제1 전극 유닛과, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 통해 상기 제2 이온 선택적 투과막 양단에 제2 전압을 인가하는 제2 전극 유닛을 구비한 전극 유닛;을 포함하며, 상기 제1 이온 선택적 투과막은, 인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역에서 증폭된 전기장을 이용하여 상기 세포를 용해하고, 상기 제2 이온 선택적 투과막은, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제2 이온 농도 결핍 영역에서 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리하며, 상기 제1 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 직교하도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 대칭되도록 배치되며, 상기 제2 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 경사지도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 비대칭 되도록 배치되는, 다기능 미세 유체 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 메인 채널에 제1 이온 선택적 투과막 및 제2 이온 선택적 투과막을 순차로 구비하고, 제1 이온 선택적 투과막의 제1 이온 농도 결핍 영역에서는 증폭된 전기장을 이용하여 세포를 용해하고, 제2 이온 선택적 투과막의 제2 이온 농도 결핍 영역에서는 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리함으로써, 하나의 장치 내에서 세포의 용해와 용해된 세포의 세포내 성분들(예컨대, 단백질, DNA, 세포소기관 등)의 분리를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 장치 내부에 전극을 설치할 필요가 없기 때문에 제작이 용이하고 전기분해에 의한 기포 문제로부터 비교적 자유로우며, 구동이 쉽다는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 세포를 분석하는 전체 과정을 하나의 장치 내에서 구현할 수 있어 그 활용도가 매우 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치의 내부를 메인 채널을 중심으로 상부에서 바라본 절단 평면도이다.
도 3은 도 2의 영역 Z1을 시뮬레이션한 도면이다.
도 4a는 도 2의 영역 A를 도시한 확대도이며,
도 4b는 도 4a의 제1 이온화 영역(IDZ1)에서의 세포 용해 과정을 설명하기 위한 도면이며,
도 4c는 도 4b의 세포 용해 과정에서 용해된 세포막 파편이 제1 이온 선택적 투과막에 부착되는 것을 도시한 것이며,
도 4d는 제1 전압의 크기를 증가시킬 경우 세포막 외에 핵막까지도 용해될 수 있음을 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 영역 B를 도시한 확대도이다.
도 6은 도 2의 영역 B에서 전기 영동 이동도를 다르게 만든 형광 단백질의 분리를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치의 모식도(100)이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치의 내부를 메인 채널을 중심으로 상부에서 바라본 절단 평면도(200)이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치(100)는, 기판(101)과 챔버(102)를 포함하며, 챔버(102) 내부에는 메인 채널(110), 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122), 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132), 유체 집속용 용액 유입 통로(111), 제1 이온 선택적 투과막(140) 및 제2 이온 선택적 투과막(150)을 구비한 고분자 전해질막(140, 150)이 구비될 수 있다.
구체적으로, 챔버(102)의 하부에 위치하는 기판(101)은, 유리, 실리콘, 고분자 합성수지(플라스틱; plastic), 파이렉스(pyrex), 이산화 실리콘(silicon dioxide), 질화 실리콘(silicon nitride), 석영(quartz), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 아크릴 또는 사이클릭 올레핀 공중합체 (COC: cyclic olefin copolymer) 중 어느 하나로 제조될 수 있다.
상술한 기판(101) 표면에는 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널(110)과, 메인 채널(110)과 분리되어 메인 채널(110)을 따라 메인 채널(110)의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122), 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132) 및 유체 집속용 용액 유입 통로(111)가 형성될 수 있다.
상술한 메인 채널(110)은 예를 들면, PDMS(Polydimethlysiloxane) 및 일반적인 사진 식각 공정(photolithography)을 이용하여 챔버(102)의 표면에 식각될 수 있다.
한편, 고분자 전해질막(140, 150)은 메인 채널(110)과 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122)을 연결하며 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막(140)과, 메인 채널(110)과 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132)을 연결하며 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막(150)으로 구성될 수 있다. 본 발명에서 세포를 용해한다는 의미는 세포막(cell membrane)을 용해한다는 것을 의미한다.
제1 이온 선택적 투과막(140)은, 메인 채널(110)에 직교하도록 제공되며, 인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역(도 4a의 IDZ1 참조)에서 증폭된 전기장을 이용하여 세포를 용해할 수 있다.
또한, 제2 이온 선택적 투과막(150)은, 메인 채널(110)에 경사지도록 제공되며, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제2 이온 농도 결핍 영역(도 5의 IDZ2 참조)에서 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리할 수 있다. 제2 이온 선택적 투과막(150)의 경사 각도는 45도 정도일 수 있는데, 이는 이온 농도 결핍 영역에서의 소용돌이(vortex)로 인해 야기되는 흐름 불안정(flow instability)를 저감하기 위함이다.
상술한 이온 농도 분극 현상(ion concentration polarization, ICP)은 특정 이온들이 나노 채널 혹은 이온 선택적 투과막을 통과할 때 발생하는 전기화학 전달 현상이다.
이온 농도 분극 현상은 양이온(cation) 또는 음이온(anion)만을 통과시킬 수 있는 이온 선택적 투과막(ion-selective membrane)을 중심으로 양단에 직류 전압(DC bias)을 인가하면, 예를 들어 양이온 선택적 투과막의 경우, 막의 양극(anode side)에 존재하는 양이온들은 막을 통과하지만, 음이온들은 막을 통과하지 못한다.
동시에, 전기적 중성(electroneutrality)을 위해, 막의 양극에 남아 있는 음이온들은 서로 반발하여 막에서 멀어지고, 막의 음극(cathode side)에는 양이온들이 끌려오게 된다 이로 인해 막의 양극에는 이온의 농도가 매우 낮은 이온결핍영역(ion depletion region)이 발생하고, 막의 음극 쪽에는 이온의 농도가 매우 높은 이온 과다 영역(ion enrichment region)이 발생하는데, 이를 이온 농도 분극 현상이라 한다.
한편, 상술한 고분자 전해질막(140, 150)은 양이온 또는 음이온 중 어느 하나가 통과하는 다수의 나노 채널을 포함할 수 있다.
일 예로, 고분자 전해질막(140, 150)은 듀퐁(DuPontTM)사의 상품명 나피온(NAFION®)이 사용될 수 있다. 나피온은 폴리테트라플루오르에틸렌의 골격에 술폰산기를 도입한 폴리머로, 선택적으로 양이온은 통과하되, 음이온은 통과하지 못하는 나노 채널을 포함할 수 있다.
상술한 고분자 전해질막(140, 150)은 기판(101) 표면에 미세 유동 패터닝 방법(microflow patterning method)에 의해 패터닝될 수 있다.
한편, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122)은, 메인 채널(110)을 기준으로 메인 채널(110)의 양측에 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132)은, 메인 채널(110)을 중심으로 메인 채널(110)의 양측에 비대칭되도록 배치될 수 있다(도 2 참조).
상술한 실시예에서 메인 채널(110)의 폭은 약 600㎛이고, 완충 용액 채널(121, 122, 131, 132)의 폭은 약 100㎛이며, 각 채널 높이는 약 40㎛일 수 있다. 그리고, 이온 선택적 투과막들(140, 150)의 높이는 대략 1㎛ 에서 5㎛일 수 있다.
또한, 상술한 메인 채널(110)의 단부에는 제2 이온 선택적 투과막(150)에 의해 분리된 세포내 성분들이 포집되어 배출되는, 격벽(도 5의 112a 참조)에 의해 구획된 분리 배출부(112)가 형성될 수 있다.
한편, 전극 유닛(V1, V2, GND1, GND2)은, 제1 전극 유닛(V1, GND1) 및 제2 전극 유닛(V2, GND2)을 포함할 수 있다.
제1 전극 유닛(V1, GND1)은 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122) 중 상부 완충 용액 채널(121)에 인가되는 양극 전극(V1)과, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122) 중 하부 완충 용액 채널(122)에 인가되는 접지 전극(GND1)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 양극 전극(V1)은, 상부 완충 용액 채널(121)의 2개의 유입구(121a, 121b) 중 좌측 유입구(121a)에 인가될 수 있으며, 나머지 유입구(121b)는 플로팅 상태일 수 있다. 마찬가지로, 접지 전극(GND1)은 하부 완충 용액 채널(122)의 2개의 유입구(122a, 122b) 중 우측 유입구(122b)에 인가될 수 있으며, 나머지 유입구(122a)는 플로팅 상태일 수 있다.
마찬가지로 제2 전극 유닛(V2, GND)은, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132) 중 상부 완충 용액 채널(131)에 인가되는 양극 전극(V2)과, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132) 중 하부 완충 용액 채널(132)에 인가되는 접지 전극(GND2)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 양극 전극(V2)은 상부 완충 용액 채널(131)의 2개의 유입구(131a, 131b) 중 좌측 유입구(131a)에 인가될 수 있으며, 나머지 유입구(131b)는 플로팅 상태일 수 있다. 마찬가지로, 접지 전극(GND2)은 하부 완충 용액 채널(132)의 2개의 유입구(132a, 132b) 중 우측 유입구(132b)에 인가될 수 있으며, 나머지 유입구(132a)는 플로팅 상태일 수 있다.
이와 같이, 외부 전극(V1, V2, GND1, GND2)을 통해 전압을 인가함으로써, 전극에 대한 전기 화학적 반응, 예컨대 기포 발생에 의해 야기되는 문제점을 해소할 수 있다.
또한, 유체 집속용 용액 유입 통로(111)는 메인 채널(110)로부터 경사지게 구비되며, 유체 집속용 용액 유입구(111a)를 통해 완충 용액이 투입될 수 있다.
유체 집속용 용액 유입 통로(111)로 투입된 완충 용액은 용해된 세포를 포함하는 유체와 메인 채널(110)에서 혼합되며, 메인 채널(110)로부터 공급된 용해된 세포를 포함하는 유체를 메인 채널(110)의 한쪽 벽면으로 집중시킬 수 있다. 이와 같이, 유체 집속용 용액 유입 통로(111)에서 공급되는 완충 용액에 의해 메인 채널(110)로부터 공급된 용해된 세포를 포함하는 유체가 메인 채널(110)의 한쪽 벽면으로 집중되는 현상을 유체 집속(flow focusing)이라 한다.
상술한 완충 용액 및 유체는, 염화 칼륨(KCl) 용액, pH가 7.1인 1mM DSP(Dibasic Sodium Phosphate) 용액 등을 포함할 수 있다.
한편, 챔버(102)에는 세포를 포함하는 유체를 유입하기 위한 샘플 유입부(110a), 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122) 중 상부 완충 용액 채널(121)에 완충 용액을 유입하기 위한 제1 완충 용액 유입부(121a) 및 제2 완충 용액 유입부(121b)와, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122) 중 하부 완충 용액 채널(122)에 완충 용액을 유입하기 위한 제3 완충 용액 유입부(122a) 및 제4 완충 용액 유입부(122b), 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132) 중 상부 완충 용액 채널(131)에 완충 용액을 유입하기 위한 제5 완충 용액 유입부(131a) 및 제6 완충 용액 유입부(131b), 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132) 중 하부 완충 용액 채널(132)에 완충 용액을 유입하기 위한 제7 완충 용액 유입부(132a) 및 제8 완충 용액 유입부(132b), 완충 용액이 유입되는 유체 집속용 용액 유입부(111a) 및 분리된 세포내 성분이 배출되는 분리 배출부(112)가 더 구비될 수 있다.
또한, 세포를 포함하는 유체가 유입되는 샘플 유입부(110a) 및 완충 용액이 유입되는 유체 집속용 용액 유입부(111a)에는 실린지 펌프가 연결될 수 있으며, 이 실린지 펌프의 동작에 의해 일정한 유속으로 유체가 공급될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다기능 미세 유체 장치의 동작 원리를 설명한다.
이하 본 발명의 기본 원리에 대해 설명한다. 샘플 유입부(110a)를 통해 유입된 세포를 포함한 유체는 메인 채널(110)을 통해 이동한다. 제1 전극(V1, GND1)을 통해 제1 이온 선택적 투과막(140)의 양단에 제1 전압이 인가되면, 인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역(도 4a의 IDZ1)에서 증폭된 전기장으로 인해 세포가 용해된 후, 메인 채널(110)을 따라 제2 이온 농도 결핍 영역(도 5의 IDZ2)으로 이동한다.
한편, 유체 집속용 용액 유입 통로(111)로 투입된 완충 용액은 용해된 세포를 포함하는 유체와 메인 채널(110)의 영역 B(도 2의 B 참조)에서 혼합되며, 메인 채널(110)로부터 공급된 용해된 세포를 포함하는 유체를 메인 채널(110)의 한쪽 벽면으로 집중시킬 수 있다
또한, 제2 전극(V2, GND2)을 통해 제2 이온 선택적 투과막(150)의 양단에 제2 전압이 인가되면, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 제2 이온 농도 결핍 영역(도 5의 IDZ2 참조)이 형성되며, 제2 이온 농도 결핍 영역(도 5의 IDZ2 참조)에서는 용해된 세포의 세포내 성분들의 전기적 특성, 즉 전기영동이동도에 따라 메인 채널(110)의 벽면으로부터 반발되어 분리될 수 있다.
도 3은 도 2의 영역 Z1을 시뮬레이션한 도면으로, 도면부호 110은 메인 채널을, 도면부호 122는 하부 완충 용액 채널을, 도면부호 140은 제1 이온 선택적 투과막(140)의 단일 나노 채널을 도시한 것이며, (a)는 제1 이온 선택적 투과막(140) 양단에 인가된 제1 전압에 의해 메인 채널(110) 측에 생성된 이온 농도가 낮은 이온 결핍 영역을 나타낸 것으로, 좌측 및 아래는 거리를, 우측은 양이온 농도를 의미하며, (b)는 메인 채널(110) 측에 생성된 이온 농도 결핍 영역에서의 증폭된 전기장(V/m)을 도시한 것으로, 좌측 및 아래는 거리를, 우측은 전기장(V/m)을 도시한 것이다. 여기서, 인가된 제1 전압의 크기는 7V이다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 메인 채널(110)의 제1 이온 농도 결핍 영역(후술하는 도 4a의 IDZ1 참조)에서는 낮은 이온 농도로 인해 전기장이 증폭됨을 알 수 있으며, 이러한 전기장은 후술하는 바와 같이 세포를 용해하는데 이용될 수 있다.
한편, 도 4a는 도 2의 영역 A를 도시한 확대도이다.
도 4a에서 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 완충 용액 채널(121, 122)를 통해 제1 이온 선택적 투과막(140)의 양단에 제1 전압이 인가되면 이온 농도 분극 현상으로 인해 제1 이온 농도 결핍 영역(IDZ1)이 형성될 수 있으며, 제1 이온 농도 결핍 영역(IDZ1)에서의 증폭된 전기장으로 인해 메인 채널(110)을 통해 이동되는 세포(C1)는 제1 이온 농도 결핍 영역(IDZ1)에서 용해될 수 있다.
한편, 도 4b는 도 4a의 제1 이온화 영역(IDZ1)에서의 세포 용해 과정을 설명하기 위한 도면이다(기준자(scale bar)는 100㎛). 세포 내부에 존재하는 녹색 형광 단백질(Green Fluorescent Protein, GFP)이 세포막 용해 이후 주변 환경으로 흩어지는 과정으로, (a)는 세포 용해 전, (b)는 용해 중인 세포를, (c)는 세포가 완전히 용해된 상태를, (d)는 세포가 완전히 용해된 후의 핵을 도시하고 있다.
제1 이온 농도 결핍 영역(IDZ1)의 제1 이온 선택적 투과막(140)에 인가된 제1 전압은 130V이며, 제2 이온 농도 결핍 영역(IDZ2)의 제2 이온 선택적 투과막(150)에 인가된 제2 전압은 0V로 하였다.
도 4b의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 이온화 영역(IDZ1)에서 세포의 세포막이 용해되어 세포 내부에 들어있던 녹색 형광 단백질이 주변으로 흩어짐을 알 수 있고, 세포핵(nucleus)은 용해되지 않고 세포가 있던 자리에 남게 됨을 알 수 있다.
한편, 도 4c는 도 4b의 세포 용해 과정에서 용해된 세포막 파편이 제1 이온 선택적 투과막에 부착되는 것을 도시한 것이다(기준자(scale bar)는 200㎛).
도 4c에 도시된 바와 같이, 세포 용해 과정에서 용해된 세포막 파편(cell membrane debris)은 제1 이온 선택적 투과막의 표면에만 부착되고 있음을 알 수 있다. 상술한 세포 용해 과정은 대략 2000개의 세포에 대해 30분간 진행하였으며, 이러한 세포막 파편의 부착으로 인한 장치의 성능 저하는 일어나지 않았다.
한편, 도 4d는 제1 전압의 크기를 증가시킬 경우 세포내의 핵막까지도 용해될 수 있음을 도시한 것으로(기준자(scale bar)는 100㎛), (a)는 세포 용해 후의 핵막을, (b) 세포 용해 후에 핵막이 소실된 핵을, (c)는 핵 내의 성분들이 분리 배출부내의 격벽(112a)에 걸려있는 상태를 도시하고 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 제1 전압의 크기를 증가시킬 경우 세포막(cell membrane) 외에 핵막(nuclear envelope)까지도 용해될 수 있음을 알 수 있다. 인가된 제1 전압의 크기는 대략 200V 정도이다.
도 5는 도 2의 영역 B를 도시한 확대도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 완충 용액 채널(131, 132)을 통해 제2 이온 선택적 투과막(150) 양단에 제2 전압을 인가하면, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 제2 이온 농도 결핍 영역(IDZ2)이 형성되며, 제2 이온 농도 결핍 영역(IDZ2)에서는 용해된 세포의 세포내 성분들(C)이 전기 영동 이동도에 따라 분리될 수 있다.
구체적으로, 제1 이온 농도 결핍 영역에서 용해된 세포의 세포내 성분들(C)을 포함하는 유체는 메인 채널(110)을 통해 제2 이온 농도 결핍 영역(IDZ2)로 이동하게 되며, 이때 유체 집속용 용액 유입 통로(111)에서 공급되는 완충 용액에 의해 용해된 세포의 세포내 성분들(C)은 메인 채널(110)의 한쪽 벽면으로 집중될 수 있다.
이후 용해된 세포의 세포내 성분들(C)은 제2 이온 농도 결핍 영역(IDZ2)에서는 전기 영동 이동도에 따라 메인 채널(110)의 벽면으로부터 전기적인 반발력을 받게 되며, 전기 영동 이동도가 클수록 벽면으로부터의 반발 거리가 멀어지게 된다. 이를 통해 용해된 세포의 세포내 성분들(C)이 포집되어 격벽(112a)에 의해 구획된 분리 배출부(112)를 통해 배출될 수 있다.
마지막으로, 도 6은 도 2의 영역 B에서 전기 영동 이동도를 다르게 만든 형광 단백질의 분리를 도시한 것으로(기준자(scale bar)는 200㎛), GFP(Green Fluorescent Protein)는 녹색 형광 단백질을, RFP(Red Fluorescent Protein)는 적색 형광 단백질을 의미하며, (a)는 GFP의 전기 영동 이동도(EP mobility)를 RFP의 전기 영동 이동도보다 크게 만든 경우를, (b)는 RFP의 전기 영동 이동도를 GFP의 전기 영동 이동도보다 크게 만든 경우이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, GFP의 전기 영동 이동도(EP mobility)가 RFP의 전기 영동 이동도보다 크기 때문에, GFP가 RFP에 비해 메인 채널의 벽면으로부터 반발 거리가 더 커서 GFP와 RFP를 잘 분리할 수 있음을 알 수 있다.
마찬가지로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, RFP의 전기 영동 이동도(EP mobility)가 GFP의 전기 영동 이동도보다 크기 때문에, RFP가 GFP에 비해 메인 채널의 벽면으로부터 반발 거리가 더 커서 GFP와 RFP를 잘 분리할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 메인 채널에 제1 이온 선택적 투과막 및 제2 이온 선택적 투과막을 순차로 구비하고, 제1 이온 선택적 투과막의 제1 이온 농도 결핍 영역에서는 증폭된 전기장을 이용하여 세포를 용해하고, 제2 이온 선택적 투과막의 제2 이온 농도 결핍 영역에서는 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리함으로써, 하나의 장치 내에서 세포의 용해와 용해된 세포의 세포내 성분들(예컨대, 단백질, DNA, 세포소기관 등)의 분리를 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 장치 내부에 전극을 설치할 필요가 없기 때문에 제작이 용이하고 전기분해에 의한 기포 문제로부터 비교적 자유로우며, 구동이 쉽다는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 세포를 분석하는 전체 과정을 하나의 장치 내에서 구현할 수 있어 그 활용도가 매우 높다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
101: 기판
102: 챔버
100: 다기능 미세 유체 장치의 모식도
200: 다기능 미세 유체 장치의 절단 평면도
110: 메인 채널
111: 유체 집속용 용액 유입 통로
112: 분리 배출부
112a: 격벽
121, 122: 한 쌍의 제1 완충 용액 채널
131, 132: 한 쌍의 제2 완충 용액 채널
140: 제1 이온 선택적 투과막
150: 제1 이온 선택적 투과막
IDZ1: 제1 이온 농도 결핍 영역
IDZ2: 제2 이온 농도 결핍 영역

Claims (9)

  1. 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널;
    상기 메인 채널을 따라 상기 메인 채널과 분리되어 상기 메인 채널의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 및 한 쌍의 제2 완충 용액 채널;
    상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 연결하며 상기 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막과, 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 연결하며 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막을 구비한 고분자 전해질막; 및
    상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 통해 상기 제1 이온 선택적 투과막 양단에 제1 전압을 인가하는 제1 전극 유닛과, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 통해 상기 제2 이온 선택적 투과막 양단에 제2 전압을 인가하는 제2 전극 유닛을 구비한 전극 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 직교하도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 대칭되도록 배치되며,
    상기 제2 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 경사지도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 비대칭 되도록 배치되는, 다기능 미세 유체 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이온 선택적 투과막은,
    인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역에서 증폭된 전기장을 이용하여 상기 세포를 용해하는, 다기능 미세 유체 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이온 선택적 투과막은,
    인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제2 이온 농도 결핍 영역에서 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리하는, 다기능 미세 유체 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 미세 유체 장치는,
    상기 제2 이온 선택적 투과막에 의해 분리된 세포내 성분들이 포집되어 배출되는, 격벽에 의해 구획된 분리 배출부;
    를 더 포함하는, 다기능 미세 유체 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 유닛은,
    상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 중 상부 완충 용액 채널에 인가되는 양극 전극과,
    상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 중 하부 완충 용액 채널에 인가되는 접지 전극을 포함하며,
    상기 제2 전극 유닛은,
    상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널 중 상부 완충 용액 채널에 인가되는 양극 전극과,
    상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널 중 하부 완충 용액 채널에 인가되는 접지 전극을 포함하는, 다기능 미세 유체 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 미세 유체 장치는,
    상기 메인 채널로부터 경사지게 구비되어 완충 용액이 투입되는 유체 집속용 용액 유입 통로를 더 포함하는, 다기능 미세 유체 장치.
  9. 세포를 포함하는 유체가 통과하는 메인 채널;
    상기 메인 채널을 따라 상기 메인 채널과 분리되어 상기 메인 채널의 양측에 인접하게 구비된 한 쌍의 제1 완충 용액 채널 및 한 쌍의 제2 완충 용액 채널;
    상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 연결하며 상기 세포를 용해하는 제1 이온 선택적 투과막과, 상기 메인 채널과 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 연결하며 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 분리하는 제2 이온 선택적 투과막을 구비한 고분자 전해질막; 및
    상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널을 통해 상기 제1 이온 선택적 투과막 양단에 제1 전압을 인가하는 제1 전극 유닛과, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널을 통해 상기 제2 이온 선택적 투과막 양단에 제2 전압을 인가하는 제2 전극 유닛을 구비한 전극 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 이온 선택적 투과막은, 인가된 제1 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제1 이온 농도 결핍 영역에서 증폭된 전기장을 이용하여 상기 세포를 용해하고,
    상기 제2 이온 선택적 투과막은, 인가된 제2 전압에 의한 이온 농도 분극 현상으로 인해 형성되는 제2 이온 농도 결핍 영역에서 상기 용해된 세포의 세포내 성분들을 전기 영동 이동도에 따라 분리하며,
    상기 제1 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 직교하도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제1 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 대칭되도록 배치되며,
    상기 제2 이온 선택적 투과막은, 상기 메인 채널에 경사지도록 제공되고, 상기 한 쌍의 제2 완충 용액 채널은, 상기 메인 채널을 중심으로 상기 메인 채널의 양측에 비대칭 되도록 배치되는, 다기능 미세 유체 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102507382B1 (ko) * 2022-08-26 2023-03-08 프로바랩스 주식회사 미세 유체 농축 제어 시스템 및 그 동작방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11453001B2 (en) 2020-01-29 2022-09-27 International Business Machines Corporation Microfluidic chips with integrated electronic sensors
KR102489135B1 (ko) * 2021-04-02 2023-01-17 서울대학교산학협력단 이온농도분극형 박테리아 검출장치 및 이를 이용한 박테리아 검출방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511569B1 (ko) * 2013-11-14 2015-04-14 포항공과대학교 산학협력단 입자 분리 장치
KR101754845B1 (ko) 2016-03-17 2017-07-19 한국과학기술연구원 동전기적 현상의 위치 제어를 이용한 농축시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511569B1 (ko) * 2013-11-14 2015-04-14 포항공과대학교 산학협력단 입자 분리 장치
KR101754845B1 (ko) 2016-03-17 2017-07-19 한국과학기술연구원 동전기적 현상의 위치 제어를 이용한 농축시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Md. Shehadul Islam et al., Electrophoretic Concentration and Electrical Lysis of Bacteria in a Microfluidic Device Using a Nanoporous Membrane (Micromachines, 2017, 8, 45, p.1-19)*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102507382B1 (ko) * 2022-08-26 2023-03-08 프로바랩스 주식회사 미세 유체 농축 제어 시스템 및 그 동작방법
WO2024043547A1 (ko) * 2022-08-26 2024-02-29 프로바랩스 주식회사 미세 유체 농축 제어 시스템 및 그 동작방법

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