KR102125414B1 - 대용량 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 대상물질이 이동하는 방향과 수직한 방향으로 시트의 길이를 증가시키고, 증가된 길이 방향으로 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 베이스를 형성하고, 기둥 형상을 갖는 두 개의 베이스 사이에 농축판을 위치시킨 대용량 생체 시료 농축 장치와 그 제조 방법을 제공한다.

Description

대용량 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법 {Large Capacity Biosample Concentration Device and Fabrication Method Thereof}

본 실시예가 속하는 기술 분야는 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

현대 의학은 단순하게 수명을 연장하는 것이 아니라, 건강하게 오래 사는 건강수명의 연장을 실현하는 것을 목적으로 한다. 따라서 미래의학은 치료의학 중심이 아니라, 예방의학(Preventive Medicine), 예측의학(Predictive Medicine), 맞춤의학(Personalized Medicine)의 3P를 구현하는 것으로 패러다임이 변화하고 있다. 이를 구체적으로 실현하기 위해서는 질병의 조기발견 및 조기 치료 등이 매우 중요한 수단이 되고 있으며, 이를 위한 수단으로서 바이오마커(Biomarker)에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다.

바이오마커는 정상이나 병적인 상태를 구분할 수 있거나 치료반응을 예측할 수 있고 객관적으로 측정할 수 있는 표지자를 말한다. 바이오마커에는 핵산(DNA, RNA), 단백질, 지방질, 대사물질 등과 그 패턴의 변화 등이 이용되고 있다. 즉, 당뇨병의 진단을 위한 혈중 포도당 같은 간단한 물질부터 글리벡의 치료 타겟인 만성골수성백혈병의 BCR-ABL 유전자 융합 같은 유전자 등이 모두 바이오마커에 해당하며 임상에서 실제적으로 사용하는 바이오마커이다.

핵산 또는 단백질을 분석하여 질병의 발현 및 진행 정도를 파악할 수 있다. 단백질 분석을 위한 기술 및 소자들은 나노 기술을 이용함으로써 소자의 제작이 어렵고 비교적 고가이어서 보급화 되기 어려운 문제점이 있다. 또한, 단백질 분석 장치에 고감도의 센서가 필요하거나 적은 양의 샘플로는 정확한 분석이 어렵다는 단점이 있다.

특허문헌 1은 페이퍼를 접어서 맞닿은 연속된 면에 채널을 형성하고 페이퍼의 중간에 위치한 면에 대상물질을 농축시킨다. 이러한 농축 방식은 농축된 대상물질을 분리하기 편한 장점이 있지만, 대상물질을 대용량으로 농축하는데 한계가 있다.

한국등록특허 제10-1830758호 (2018.02.13 등록)

본 발명의 실시예들은 대상물질이 이동하는 방향과 수직한 방향으로 시트의 길이를 증가시키고, 증가된 길이 방향으로 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 베이스를 형성하고, 기둥 형상을 갖는 두 개의 베이스 사이에 농축판을 위치시키고 전계를 인가함으로써, 대용량의 대상물질을 농축하는 데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 시트의 일부에 제1 선택적 이온 투과층을 코팅하고, 제2 시트의 일부에 제2 선택적 이온 투과층을 코팅하는 코팅 단계, 상기 제1 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스를 형성하는 단계, 상기 제2 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스를 형성하는 단계, 및 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스의 중간에 농축판을 위치시키고 상기 제1 베이스, 상기 제2 베이스, 및 상기 농축판을 고정시켜 기둥 형상을 갖는 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계를 포함하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법을 제공한다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 제1 선택적 이온 투과층이 일부 코팅된 제1 시트가 권취되거나 접혀서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스, 제2 선택적 이온 투과층이 일부 코팅된 제2 시트가 권취되거나 접혀서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스, 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스의 중간에 위치하는 기설정된 형상을 갖는 농축판, 및 상기 제1 베이스, 상기 제2 베이스, 및 상기 농축판을 고정시키는 고정수단을 포함하는 대용량 생체 시료 농축 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 대상물질이 이동하는 방향과 수직한 방향으로 시트의 길이를 증가시키고, 증가된 길이 방향으로 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 베이스를 형성하고, 기둥 형상을 갖는 두 개의 베이스 사이에 농축판을 위치시키고 전계를 인가함으로써, 대상물질을 대용량으로 농축할 수 있는 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법의 각 단계를 예시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치가 대상물질을 농축하는 과정을 예시한 도면이다.
도 7 내지 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치를 이용하여 대상물질을 농축한 결과를 예시한 도면이다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.

도 1a 내지 도 2b는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법을 예시한 흐름도이고, 도 2a 내지 도 2f는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법의 각 단계를 예시한 도면이다.

대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법은 대상물질이 이동하는 방향과 수직한 방향으로 시트의 길이를 증가시키고, 증가된 길이 방향으로 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 베이스를 형성하고, 기둥 형상을 갖는 두 개의 베이스 사이에 농축판을 위치시키고 전계를 인가함으로써, 대상물질을 대용량으로 농축할 수 있다.

도 1a를 참조하면, 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법은 제1 시트의 일부에 제1 선택적 이온 투과층을 코팅하고, 제2 시트의 일부에 제2 선택적 이온 투과층을 코팅하는 코팅 단계(S10), 제1 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스를 형성하는 단계(S20), 제2 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스를 형성하는 단계(S30), 제1 베이스 및 제2 베이스의 중간에 농축판을 위치시키고 제1 베이스, 제2 베이스, 및 농축판을 고정시켜 기둥 형상을 갖는 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계(S40)을 포함한다.

도 1b를 참조하면, 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법은 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계(S40) 이후에, 생체 시료 농축 장치를 시료 용액에 침지시키는 단계(S50)를 수행할 수 있다.

대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법은 생체 시료 농축 장치를 시료 용액에 침지시키는 단계(S50) 이후에, 생체 시료 농축 장치의 제1 선택적 이온 투과층 및 제2 선택적 이온 투과층에 전계를 인가하여, 제1 베이스 및 2 베이스에 흡수된 시료의 이동 경로 상에 위치하는 농축판에 시료로부터 분리하려는 대상물을 농축하는 단계(S60)를 수행할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 길이가 폭보다 길게 형성된 직사각형 형상을 갖는 제1 시트 및 제2 시트를 준비한다. 농축되는 대상물의 양에 따라 농축판의 두께 또는 농축판의 개수를 조절할 수 있다. 농축판은 복수로 중첩될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 복수의 시트에 선택적 이온 투과층을 코팅하는 코팅 단계(S10)는 제1 시트가 펼쳐진 상태에서 제1 시트의 일면을 가로지르도록 제1 선택적 이온 투과층을 코팅하고, 제2 시트가 펼쳐진 상태에서 제2 시트의 일면을 가로지르도록 제2 선택적 이온 투과층을 코팅한다.

도 2c를 참조하면, 복수의 시트로부터 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 베이스를 형성하는 단계(S20, S30)는 제1 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스를 형성하고, 제2 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스를 형성한다. 제1 시트 및 제2 시트는 길이 방향으로 권취되거나 기설정된 각도 또는 지그재그로 접혀서 기둥 형상을 가짐으로써, 선택적 이온 투과층의 길이 및 단면이 증가되고 대상물이 이동하는 채널의 단면을 증가시켜서 결국 농축되는 용량을 증가시킨다.

도 2d를 참조하면, 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계(S40)는 제1 베이스 및 제2 베이스의 중간에 하나 이상의 농축판을 위치시키고 제1 베이스, 농축판, 및 제2 베이스를 테이프 등의 고정수단으로 감싸 고정시킨다. 고정수단은 플라스틱이나 폴리머 등으로 대체 가능하며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 재료가 사용될 수 있다. 생체 시료 농축 장치는 선택적 이온 투과층의 길이 및 단면이 증가되고 대상물이 이동하는 채널의 단면을 증가시킨 기둥 형상을 갖는다.

도 2e를 참조하면, 생체 시료 농축 장치를 시료 용액에 침지시키는 단계(S50)는 일정 시간 동안 제1 베이스 및 제2 베이스에 시료 용액을 흡수시킨다.

도 2f를 참조하면, 대상물을 농축하는 단계(S60)는 제1 선택적 이온 투과층 및 제2 선택적 이온 투과층에 전계를 인가하여, 기둥 형상의 제1 베이스 및 기둥 형상의 제 2 베이스에 흡수된 시료의 이동 경로 상에 위치하는 농축판에 시료로부터 분리하려는 대상물을 농축한다. 생체 시료 농축 장치는 기둥 형상으로 형성되고, 각각의 선택적 이온 투과층이 기둥의 양 밑면 근처에서 넓은 면적으로 분포하고, 대상물은 넓은 면적을 갖는 채널을 통하여 이동할 수 있다. 대상물이 농축된 농축판을 생체 시료 농축 장치로부터 분리할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 대용량 생체 시료 농축 장치의 형상을 예시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1 베이스(101)와 제2 베이스(201)는 원 기둥을 형성하며, 농축판(301)은 원 기둥이 절단된 단면과 동일한 형상일 수 있다.

제1 시트가 펼쳐진 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 시트의 일면을 가로지르며, 제1 시트가 권취된 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 베이스(101)의 단면(농축판과 맞닿는 영역)으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 원 기둥의 매질에 제1 선택적 이온 투과층을 형성한다.

제2 시트가 펼쳐진 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 시트의 일면을 가로지르며, 제2 시트가 권취된 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 베이스(201)의 단면으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 원 기둥의 매질에 제2 선택적 이온 투과층을 형성한다.

도 4를 참조하면, 제1 베이스(102)와 제2 베이스(202)는 다각 기둥을 형성하며, 농축판(302)은 다각 기둥이 절단된 단면과 동일한 형상일 수 있다.

제1 시트가 펼쳐진 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 시트의 일면을 가로지르며, 제1 시트가 기설정된 각도(예컨대, 90도, 120도, 135도 등으로 설정 가능)로 접힌 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 베이스(101)의 단면(농축판과 맞닿는 영역)으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 다각 기둥의 매질에 제1 선택적 이온 투과층을 형성한다.

제2 시트가 펼쳐진 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 시트의 일면을 가로지르며, 제2 시트가 기설정된 각도로 접힌 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 베이스(201)의 단면으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 다각 기둥의 매질에 제2 선택적 이온 투과층을 형성한다.

도 5를 참조하면, 제1 베이스(103)와 제2 베이스(203)는 다각 기둥을 형성하며, 농축판(302)은 다각 기둥이 절단된 단면과 동일한 형상일 수 있다.

제1 시트가 펼쳐진 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 시트의 일면을 가로지르며, 제1 시트가 지그재그로 접힌 상태에서 제1 선택적 이온 투과층은 제1 베이스(101)의 단면(농축판과 맞닿는 영역)으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 다각 기둥의 매질에 제1 선택적 이온 투과층을 형성한다.

제2 시트가 펼쳐진 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 시트의 일면을 가로지르며, 제2 시트가 지그재그로 접힌 상태에서 제2 선택적 이온 투과층은 제2 베이스(201)의 단면으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치한다. 즉, 일정한 부피를 갖는 다각 기둥의 매질에 제2 선택적 이온 투과층을 형성한다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치가 대상물질을 농축하는 과정을 예시한 도면이다.

제1 시트, 제2 시트, 농축판은 다공성 매질로 구현될 수 있다. 매질은 종이(Paper), 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 폴리에테르설폰, 폴리비닐리딘, 플루오라이드, 나일론, 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 매질은 단독 또는 다른 물질과 조합하여 사용될 수 있다.

선택적 이온 투과층은 나피온(Nafion), 폴리스티렌 설포네이트(Polystyrene Sulfonate, PSS) 또는 폴리아릴아민 하이드로클로라이드(Polyallylamine Hydrochloride, PAH) 등의 고분자 전해질(Polyelectrolyte)로도 구현될 수 있으며, 선택적으로 이온 투과가 가능한 물질이라면 어떠한 물질로 구현될 수 있다.

선택적 이온 투과층에 전극이 부착될 수 있다. 대용량 생체 시료 농축 장치는 제1 선택적 이온 투과층에 연결된 제1 전극을 포함하고, 제2 선택적 이온 투과층에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.

기둥 형상의 제1 베이스 및 제2 베이스는 채널과 같은 역할을 하게 된다. 선택적 이온 투과층이 형성된 채널은 양성자(Proton)를 선택하여 투과시키는 일종의 나노 필터의 역할을 수행한다. 예를 들면, 선택적 이온 투과 물질이 나피온(Nafion)인 경우 나피온의 화학 구조 중 SO3- 로 인해서 H+ 이온이 호핑(Hopping) 및 이동 메커니즘(Vehicle Mechanism)에 의하여 선택적으로 빠르게 투과되도록 한다. 따라서, 나피온과 같은 선택적 이온 투과 물질을 통해서 채널의 특정 영역에는 분석하고자 하는 단백질 물질들을 매우 빠른 시간에 효율적으로 농축할 수 있게 된다.

제1 베이스, 농축판, 및 제2 베이스는 미세 기공성 물질(예컨대, nafion 등)을 이용하여 ICP 현상을 발생시키도록 구현할 수 있다. 천연 물질 또는 인공 물질로 된 미세 기공성 투과 영역으로 구현될 수 있다. 여기서 미세 기공은 구현되는 설계에 따라 적합한 사이즈의 미세 기공이 사용될 수 있다. 두 개의 선택적 이온 투과층에 양의 전극, 음의 전극 또는 접지(Ground)를 연결하여 전위차가 발생함에 따라 이온 농도 분극(ICP, Ion Concentraion Polarization)에 의해 시료가 분리 및 농축되도록 할 수 있다. 선택적 이온 투과층에서 발생하는 디클리션 힘(Depletion Force)을 이용하여 대상물을 농축한다.

양단에 배치된 선택적 이온 투과층에 전원을 인가하여 전압차가 발생하면, 전압차에 따른 전계에 의해 유체 내에 존재하는 이온들이 각 이온의 전기적 성질과 반대인 전극 쪽으로 이끌리게 된다. 이와 같이 이온들이 전기적 성질에 따라 채널 내에서 움직이면서 점성력에 의해 유체 입자들을 같이 이끌고 가게 된다. 전체적인 유체의 유동이 발생하게 되며, 이와 같은 유체의 이동현상을 전기삼투(Electro-Osmosis Flow, EOF)라고 하고, 이온의 움직임을 전기영동(electrophoresis, EP)이라 한다.

이러한 전기영동(Capillary Electrophoresis) 및 전기삼투(Electro-Osmosis)의 특성은 선택적 이온 투과 영역으로 구현된 채널 근처에서 그 특성이 달라져, 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP)이 발생한다. 따라서, 채널의 반응 영역에서 음극 쪽에는 이온 결핍(Depletion)이 발생하고, 양극 쪽에서는 이온 농축(Enrichment)이 발생하게 된다. 이때, 결핍된 낮은 이온농도와 그에 따른 높은 전계에 의해 결핍 영역(Depletion Zone)이 전하(Charge)를 띈 대상물에 대해 일종의 전기적 장벽(Electric Barrier)으로 작용을 하게 된다. 그 결과 대상물은 결핍 영역을 통과하지 못하고 그 앞에 농축된다. 대상물이 채널 내의 결핍 영역 앞에 매우 빠른 시간에 농축된다. 이온 농도 분극에 의한 결핍 영역의 크기는 시료의 이온 농도 분극이 진행됨에 따라 확장되므로, 대상물은 채널의 가운데 영역에 농축 영역을 형성한다.

대용량의 생체 시료 농축 장치는 항체-항원 반응에 국한되지 않는 것으로, 본 명세서에서 언급되는 결합부위(리간드)는 다양한 대상물에 있어서 단백질 리간드 (Ligand), 핵산(DNA 또는 RNA) 분자 서열의 결합 부위 등을 포함하고, 특이적 결합물질은 결합부위에 선택적, 특이적으로 결합할 수 있는 단백질, 바이러스 파아지, 핵산분자 앱타머(Aptamer), 합텐(Hapten, DNP) 등을 포함하는 생체분자를 모두 포함하는 것으로, 나아가 기재 사항에 제한되는 것은 아니다.

선택적 이온 투과층은 채널을 가로지르도록 생체 시료 농축 장치의 양단에 형성된다. 선택적 이온 투과층을 형성하는 선택적 이온 투과 물질은 특정한 이온과는 잘 결합하고 서로 끌어들이지만, 다른 이온과는 잘 결합하지 않고 끌어들이지 않는 특성을 가진 물질을 말한다. 선택적 이온 투과 물질은 예를 들어 나피온(nafion) 등이 될 수 있다.

도 7 내지 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 대용량 생체 시료 농축 장치를 이용하여 대상물질을 농축한 결과를 예시한 도면이다.

도 7은 시트의 길이가 증가됨에 따라 대용량 농축 장치에서 처리 가능한 시료의 양을 도시한 그래프이다. 도 8은 상이한 길이를 갖는 시트로 형성된 복수의 대용량 농축 장치가 농축하는 과정을 시간에 따라 나타낸 도면이다. 시트의 길이를 증가시켜 기둥의 부피를 증가시키고, 기둥의 단면 및 농축판의 크기를 증가시킬 수 있다.

도 9는 Colorimetric 분석법을 통한 샘플이 농축되는 플러그의 위치를 분석한 그래프이다. 도 10은 상이한 길이를 갖는 시트로 형성된 복수의 대용량 농축 장치가 시간에 따른 miRNA-21의 농축한 결과를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 12는 형광분석을 통해 miRNA-21의 농축 플러그의 위치를 확인한 도면이다. 일정한 위치에서 농축됨을 파악할 수 있다. 도 13은 형광분 석을 통해 농축판에 농축된 miRNA-21을 추출한 결과이다. 도 14는 정량 분석을 통한 실제 농축판에 농축된 miRNA-21의 퍼센트와 농축비율을 나타낸다.

도 7 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 생체 시료 농축 장치는 시료로부터 분리하려는 대용량의 대상물을 고농도로 농축할 수 있다.

본 실시예들에서는 대상물인 바이오마커를 이온 농도 분극(Ion Concentration Polarization, ICP)을 통해 분리하고 대상물을 몇 배 이상 농축함으로써, 일반 스트립에서 검출되지 않는 바이오마커를 검출할 수 있는 효과가 있다. 바이오마커는 HCG(human　chorionic　gonadotropin) 등의 hormone 뿐만 아니라 Protein도 적용할 수 있다. 예컨대, 심근경색 바이오마커 - troponin, 알츠하이머 바이오마커 - amyloid beta, 유방암 바이오마커 - HER2 등 많은 바이오마커를 농축하여 민감도(sensitivity)를 향상할 수 있다.

비색분석(colorimetric)을 이용하여 대상물을 눈으로 확인할 수 있다. 반응 후 휴대폰으로 촬영하여 이미지를 이용한 색깔의 분석 및 정량화할 수 있다. 이미지 내의 색상의 선명도(intensity)를 측정하거나 수치(hue value)로 표현할 수 있다. 형광 분석, 즉 키트 내에 형광을 발하는 물질을 적용하여 정량적 분석이 가능하다.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 101, 102, 103: 제1 베이스
200, 201, 202, 203: 제2 베이스
300, 301, 302, 303: 농축판

Claims (17)

1. 제1 시트의 일부에 제1 선택적 이온 투과층을 코팅하고, 제2 시트의 일부에 제2 선택적 이온 투과층을 코팅하는 코팅 단계;
   상기 제1 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스를 형성하는 단계;
   상기 제2 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스를 형성하는 단계; 및
   상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스의 중간에 농축판을 위치시키고 상기 제1 베이스, 상기 제2 베이스, 및 상기 농축판을 고정시켜 기둥 형상을 갖는 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계;를 포함하며,
   상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이가 폭보다 길게 형성된 직사각형 형상이며, 상기 제1 시트 및 상기 제2 시트의 폭 방향으로 시료를 이동시키는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법.
2. 제1 시트의 일부에 제1 선택적 이온 투과층을 코팅하고, 제2 시트의 일부에 제2 선택적 이온 투과층을 코팅하는 코팅 단계;
   상기 제1 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스를 형성하는 단계;
   상기 제2 시트를 권취하거나 접어서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스를 형성하는 단계;
   상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스의 중간에 농축판을 위치시키고 상기 제1 베이스, 상기 제2 베이스, 및 상기 농축판을 고정시켜 기둥 형상을 갖는 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계; 및
   상기 생체 시료 농축 장치를 생성하는 단계 이후에, 상기 생체 시료 농축 장치를 시료 용액에 침지시키는 단계를 포함하며,
   상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이가 폭보다 길게 형성된 직사각형 형상이며, 상기 제1 시트 및 상기 제2 시트의 폭 방향으로 시료를 이동시키는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 사용 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 생체 시료 농축 장치를 시료 용액에 침지시키는 단계 이후에, 상기 생체 시료 농축 장치의 상기 제1 선택적 이온 투과층 및 상기 제2 선택적 이온 투과층에 전계를 인가하여, 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스에 흡수된 시료의 이동 경로 상에 위치하는 상기 농축판에 상기 시료로부터 분리하려는 대상물을 농축하는 단계를 추가로 포함하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 사용 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이 방향으로 권취되어 용량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이 방향으로 기설정된 각도 또는 지그재그로 접혀서 용량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치의 제조 방법.
7. 제1 선택적 이온 투과층이 일부 코팅된 제1 시트가 권취되거나 접혀서 기둥 형상을 갖는 제1 베이스;
   제2 선택적 이온 투과층이 일부 코팅된 제2 시트가 권취되거나 접혀서 기둥 형상을 갖는 제2 베이스;
   상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스의 중간에 위치하는 기설정된 형상을 갖는 농축판; 및
   상기 제1 베이스, 상기 제2 베이스, 및 상기 농축판을 고정시키는 고정수단을 포함하며,
   상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이가 폭보다 길게 형성된 직사각형 형상이며, 상기 제1 시트 및 상기 제2 시트의 폭 방향으로 시료를 이동시키는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 선택적 이온 투과층 및 상기 제2 선택적 이온 투과층에 전계를 인가하여, 상기 제1 베이스 및 상기 제2 베이스에 흡수된 시료의 이동 경로 상에 위치하는 상기 농축판에 상기 시료로부터 분리하려는 대상물을 농축하는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 농축판은 복수로 중첩되며, 상기 농축되는 대상물의 양에 따라 상기 농축판의 두께 또는 상기 농축판의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
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11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이 방향으로 권취되어 용량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시트 및 상기 제2 시트는 길이 방향으로 기설정된 각도 또는 지그재그로 접혀서 용량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
13. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시트가 펼쳐진 상태에서 상기 제1 선택적 이온 투과층은 상기 제1 시트의 일면을 가로지르며, 상기 제1 시트가 권취되거나 접힌 상태에서 상기 제1 선택적 이온 투과층은 상기 제1 베이스의 단면으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치하는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
14. 제7항에 있어서,
    상기 제2 시트가 펼쳐진 상태에서 상기 제2 선택적 이온 투과층은 상기 제2 시트의 일면을 가로지르며, 상기 제2 시트가 권취되거나 접힌 상태에서 상기 제2 선택적 이온 투과층은 상기 제2 베이스의 단면으로부터 기설정된 거리를 유지하며 위치하는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
15. 제7항에 있어서,
    상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스는 원 기둥을 형성하며,
    상기 농축판은 상기 원 기둥이 절단된 단면과 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스는 다각 기둥을 형성하며,
    상기 농축판은 상기 다각 기둥이 절단된 단면과 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 선택적 이온 투과층에 연결된 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 선택적 이온 투과층에 연결된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 생체 시료 농축 장치.

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