KR102193016B1

KR102193016B1 - 바이오 칩용 필라 구조체

Info

Publication number: KR102193016B1
Application number: KR1020180162749A
Authority: KR
Inventors: 구보성; 이동우
Original assignee: 엠비디 주식회사
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-12-18
Also published as: WO2020130335A1; KR20200074407A; US20210380916A1; EP3901242A4; EP3901242A1

Abstract

본 발명은 바이오 칩용 필라 구조체에 관한 것이다. 본 발명에 의한 바이오 칩용 필라 구조체는, 배양액이 수용되는 웰 플레이트와 함께, 세포 등의 생물학적 미세 물질에 해당하는 시료를 분석하기 위한 바이오 칩을 형성하는 것으로, 배양을 위한 세포가 놓여지는 안착면과 상기 안착면에 놓여진 세포를 관찰하기 위한 광원이 조사되는 광조사면이 형성되어 있는 필라부; 및 상기 필라부로부터 서로 이격된 상태로 연장 형성되고, 각각의 사이로 배양액이 유입될 수 있도록 인접한 요소들 사이에 개방구가 형성되어 있는 복수의 홀더부들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

바이오 칩용 필라 구조체{Bio chip pillar structure}

본 발명은 바이오 칩용 필라 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상대적으로 많은 양의 배양액으로 세포를 배양할 수 있어서 배양 신뢰도와 효율성을 향상시킬 수 있도록, 구조가 개선된 바이오 칩용 필라 구조체에 관한 것이다.

바이오 칩(Bio chip)은 바이오소자 또는 생물소자라고도 하며 DNA, 단백질, 세포 등의 생물학적 미세 물질에 해당하는 시료를 기판에 배치시켜, 유전자 결합이나 단백질 분포, 반응 양상 등을 측정 및 분석할 수 있도록 하는 생물학적 마이크로 칩을 말한다. 이러한 바이오 칩은 과학기술연구 및 신약 개발 프로세스, 임상 진단 등의 분야에 널리 사용되고 있다.

일반적으로 바이오 칩은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 필라 플레이트(10)와 웰 플레이트(20)를 포함하여 이루어진다. 도 1은 종래기술에 의한 바이오 칩을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 일반적인 바이오 칩의 필라 플레이트(10)는, 기판(11)의 일면에 기둥 형태로 돌출형성된 필라부(12)를 일체형으로 구비한다. 한편, 웰 플레이트(20)는 필라부(12)가 수용되는 복수의 웰부(21)를 포함하여 이루어진다.

상기 기판(11)과 일체형으로 이루어진 필라부(12)는 말단부에 시료가 배치되도록 하고, 웰부(21)에는 배약액이 수용된다. 이와 같은 일반적인 바이오칩은 필라 플레이트(10)를 웰 플레이트(20) 상에 배치시킴으로써, 배양액이 마련된상기 웰부(21)가 필라부(12)에 배치된 시료를 수용할 수 있도록 한다. 또한, 바이오칩은 광원이 투과된 그 필라부(12)를 통해, 현미경에 의한 시료의 측정을 가능하게 한다.(도 2 참조)

도 1 및 도 2에 도시된 일반적인 바이오 칩은 사출 성형 방법에 의해 제조됨에 따라, 필라부(12)는 기판(11)과 일체로 형성된다.

이러한 종래기술에 의한 바이오 칩에 의하면, 상기 필라부가 입체적 형상인 원기둥 형태로 형성됨으로써, 그 필라부의 부피 때문에 상기 웰부에 많은 양의 배양액을 수용시키지 못하게 됨에 따라 세포 배양이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

관련 선행문헌으로는 등록특허공보 등록번호 제10-1816535호가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상대적으로 많은 양의 배양액으로 세포를 배양할 수 있게 하여 배양 신뢰도 및 효율을 향상시킬 수 있게 하는 바이오 칩용 필라 구조체를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 바이오 칩용 필라 구조체는, 배양액이 수용되는 웰 플레이트와 함께, 세포 등의 생물학적 미세 물질에 해당하는 시료를 분석하기 위한 바이오 칩을 형성하는 것으로, 배양을 위한 세포가 놓여지는 안착면과 상기 안착면에 놓여진 세포를 관찰하기 위한 광원이 조사되는 광조사면이 형성되어 있는 필라부; 및 상기 필라부로부터 서로 이격된 상태로 연장 형성되고, 각각의 사이로 배양액이 유입될 수 있도록 인접한 요소들 사이에 개방구가 형성되어 있는 복수의 홀더부들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 필라부의 광조사면은 상기 홀더부들 사이에 형성되고, 상기 안착면은 상기 광조사면과 대칭인 위치에 마련되는 것이 바람직하다.

상기 필라부의 안착면은 상기 홀더부들 사이에 형성되고, 상기 광조사면은 상기 안착면과 대칭인 위치에 마련되도록 구성되는 것도 가능하다.

상기 광조사면은, 중심부에서 상기 홀더부와 연결된 부분 측으로 갈수록 두께가 점차 작아지도록 경사지게 형성될 수 있다.

상기 홀더부들은, 그 홀더부들을 사이에 두고 상기 필라부와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부와 일체로 형성될 수 있다.

상기 홀더부들은, 그 홀더부들을 사이에 두고 상기 필라부와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부와 별개로 제작될 수도 있고, 본 발명은 상기 필라부와 홀더부들을 상기 기판부에 지지시켜 주기 위한 매개체 역할을 하는 것으로, 상기 필라부 및 홀더부들과 일체로 형성되고 상기 기판부에 착탈 가능하게 결합되는 연결부;를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 바이오 칩용 필라 구조체는, 필라부에 놓여진 배양대상 세포를 웰 플레이트에 담긴 배양액으로 배양을 하는 경우에, 그 필라부를 지지체에 연결시켜 주기 위한 홀더부들 사이의 공간에도 배양액이 수용될 수 있게 하여, 상대적으로 많은 양의 배양액으로 세포를 배양할 수 있도록 구성됨으로써, 배양률을 높여 배양 신뢰도를 향상시킬 수 있음은 물론, 추가적인 배양액 공급 없이도 장시간 배양이 가능하여 배양 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 바이오 칩용 필라 구조체를 설명하기 위한 도면들.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 저면 사시도.
도 4는 본 발명 일실시예의 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 일부 구성을 확대하여 보인 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 저면 사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 기판부에 형성된 관통공을 설명하기 이한 도면.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명 일실시예의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체는, 배양액이 수용되는 웰 플레이트와 함께, 세포 등의 생물학적 미세 물질에 해당하는 시료를 분석하기 위한 바이오 칩을 형성하는 것으로, 필라부(101)와 복수의 홀더부(102)들을 포함하여 이루어진다.

상기 필라부(101)는, 배양대상 세포가 놓여지는 안착면(101a)과, 상기 필라부(101)를 2분할하는 가상의 분할선을 기준으로 하여 상기 안착면(101a)과 반대측에 형성되는 광조사면(101b)을 포함하여 이루어진다. 상기 광조사면(101b)은 상기 안착면(101a)에 놓여진 세포를 관찰하기 위한 광원이 조사되는 부분이다.

이러한 필라부(101)는 한 번에 많은 개체수의 세포들을 배양할 수 있도록, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 복수개로 준비되는 것이 바람직하기 때문에, 일반적으로 하나의 기판부(103)에 일정 간격을 두고 종횡으로 배열된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판부(103) 없이 하나의 필라부(101)와 그 필라부(101)에 연결된 홀더부(102)들 만으로 이루어진 구성에 의해 본 실시예에 의한 바이오 칩용 필라 구조체를 구현할 수 있음은 물론이다.

상기 홀더부(102)들은, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 필라부(101)로부터 서로 이격된 상태로 연장 형성되고, 인접한 요소들 사이에 형성된 개방구(102a)을 포함하여 이루어져서 그 개방구(102a)을 통해 배양액이 각각의 사이로 유입된다.

본 실시예에 채용된 홀더부(102)들은, 서로 마주하는 위치에 한 쌍으로 마련되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 120도 간격으로 3개의 요소가 마련되도록 구성될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 홀더부(102)들은, 그 홀더부(102)들을 사이에 두고 상기 필라부(101)와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부(103)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 기판부(103)는 사출성형시 공기배출이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 관통공(103a)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 관통공(103a)은 본 실시예의 사출성형시에 공기배출을 원활하게 하여 정밀한 제품 성형을 가능하게 한다.

위에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체는, 필라부(101)에 놓여진 배양대상 세포를 웰 플레이트에 담긴 배양액으로 배양을 하는 경우에, 그 필라부(101)를 지지체에 연결시켜 주기 위한 홀더부(102)들 사이의 공간에도 배양액이 수용될 수 있게 하여, 상대적으로 많은 양의 배양액으로 세포를 배양할 수 있도록 구성됨으로써, 배양률을 높여 배양 신뢰도를 향상시킬 수 있음은 물론, 추가적인 배양액 공급 없이도 장시간 배양이 가능하여 배양 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 도출한다.

상기 필라부(101)의 광조사면(101b)은, 광원이 상기 홀더부(102)들에 의해 간섭되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 홀더부(102)들 사이에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 안착면(101a)은, 상기 광조사면(101b)을 통해 그 안착면(101a)에 놓여진 세포 관찰이 이루어지기 때문에, 상기 광조사면(101b)과 대칭인 위치에 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 단면도이다.

이 도면에 도시된 실시예는, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와는 달리, 필라부(201)의 안착면(201a)이 홀더부(102)들 사이에 형성되어 있고, 광조사면(201b)이 상기 안착면(201a)과 대칭인 위치에 마련되도록 구성되었다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 홀더부(102)들 사이에 형성된 안착면(201a)에 세포가 놓여지도록 구성됨으로써, 세포가 필라부(201)에 안정적으로 위치고정될 수 있게 하는 장점을 도출한다.

또한, 본 실시예는, 도 5의 확대부분에 잘 도시된 바와 같이, 세포가 필라부(201)에 형성된 단차홈부(201c)를 통해 안착면(201a)에 위치되도록 구성됨으로써, 세포가 필라부(201)로부터 벗어나지 않고 안정적으로 배양될 수 있게 하는 장점을 기대할 수 있게 한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 일부 구성을 확대하여 보인 단면도이다.

본 실시예에 채용된 필라부(301)(301')는, 세포가 놓여지는 안착면과 대칭인 위치에 마련된 광조사면에, 안착면에 고정된 세포로부터 분리된 일부 세포와 같은 이물질이 잔류하는 것을 억제시킬 수 있도록, 그 이물질을 배양액 측으로 흘려 보내기 위한 경사면(301a)(301b)을 포함하여 이루어진다. 이러한 경사면은, 상기 광조사면의 중심부에서 상기 홀더부와 연결된 부분 측으로 갈수록 두께가 점차 작아지도록 경사지게 형성된다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체의 저면 사시도이다.

본 실시예에 따른 바이오 칩용 필라 구조체는, 앞에서 설명한 실시예와는 달리 기판부(504)와 별개로 제작된 이후 그 기판부(504)에 결합되도록 구성된다.

즉, 본 실시예는, 상기 기판부(504)와는 별개로 제작되고, 서로 일체로 형성된 필라부(501)와 홀더부(502)들과 연결부(503)를 포함하여 이루어진다. 상기 필라부(501)는 세포가 놓여지는 부분이고, 상기 한 쌍의 홀더부(502)들은 상대적으로 많은 양의 배양액을 수용할 수 있게 하는 부분이며, 상기 연결부(503)는 상기 기판부(504)에 본 실시예를 결합시켜 주기 위한 매개체 역할을 하는 부분으로 상기 기판부(504)에 착탈 가능하게 결합된다.

즉, 상기 연결부(503)는 상기 기판부(504)에 형성된 한 쌍의 끼움리브(504a)들 사이에 억지끼움 됨으로써, 본 실시예를 별도의 체결수단이나 분리수단에 의하지 않고 기판부(504)에 결합 또는 분리시킬 수 있게 한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 기판부에 형성된 관통공을 설명하기 이한 도면이다.

본 실시예의 기판부(703)에 형성된 관통공(703a)은 도 3에 도시된 실시예에 형성된 구멍보다 크게 형성됨으로써, 제품 성형시 공기배출을 원활하게 할 뿐만 아니라, 필 라부에 놓여진 세포에 광을 조사시킬 수 있게 하거나 그 세포의 관찰을 가능하게 한다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

101:필라부 101a:안착면
101b:광조사면 102:홀더부
102a:개방구 103:기판부
103a:관통공

Claims

배양액이 수용되는 웰 플레이트와 함께, 세포를 포함한 생물학적 미세 물질에 해당하는 시료를 분석하기 위한 바이오 칩을 형성하는 것으로,
배양을 위한 세포가 놓여지는 안착면과 상기 안착면에 놓여진 세포를 관찰하기 위한 광원이 조사되는 광조사면이 형성되어 있는 필라부; 및
상기 필라부로부터 서로 이격된 상태로 연장 형성되고, 각각의 사이로 배양액이 유입될 수 있도록 인접한 요소들 사이에 개방구가 형성되어 있는 복수의 홀더부들;를 포함하고
상기 홀더부들을 사이에 두고 상기 필라부와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부는, 상기 필라부와 마주하는 위치에 형성된 관통공을 구비하고,
상기 세포가 필라부로부터 벗어나지 않고 안정적으로 배양될 수 있도록, 상기 필라부와 홀더부들 사이에서 세포가 필라부에 형성된 안착면에 위치되게 상대적으로 홈을 형성시키고 상기 필라부에 마련된 단차홈부;를 더 포함하고
상기 홀더부들은, 상기 필라부 주위로 상기 단차홈부 상에 같은 간격을 가지는 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
제1항에 있어서,
상기 필라부의 광조사면은 상기 홀더부들 사이에 형성되고, 상기 안착면은 상기 광조사면과 대칭인 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
제1항에 있어서,
상기 필라부의 안착면은 상기 홀더부들 사이에 형성되고, 상기 광조사면은 상기 안착면과 대칭인 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 광조사면은, 중심부에서 상기 홀더부와 연결된 부분 측으로 갈수록 두께가 점차 작아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
제1항에 있어서,
상기 홀더부들은, 그 홀더부들을 사이에 두고 상기 필라부와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
제1항에 있어서,
상기 홀더부들은, 그 홀더부들을 사이에 두고 상기 필라부와 반대측에 위치하고 판상 구조로 이루어지는 기판부와 별개로 제작되고,
상기 필라부와 홀더부들을 상기 기판부에 지지시켜 주기 위한 매개체 역할을 하는 것으로, 상기 필라부 및 홀더부들과 일체로 형성되고 상기 기판부에 착탈 가능하게 결합되는 연결부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오 칩용 필라 구조체.
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