KR102227970B1 - 미세 액적 생성 장치 - Google Patents

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강현우
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Abstract

용자의 피펫 사용을 최소화 하여 핸들링에 의한 실수 및 2차 오염을 예방할 수 있는 미세 액적 생성 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치는 타겟 유전자가 포함된 시료와, 시료에 대하여 비혼화 성질을 가지는 오일의 접촉을 유도하여 미세 액적을 생성하도록 구성되는 복수의 미세 액적 채널, 복수의 미세 액적 채널에 시료를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 챔버, 복수의 미세 액적 채널에 오일을 공급하도록 구성되는 적어도 하나의 제2 챔버, 및 복수의 미세 액적 채널에서 생성된 미세 액적을 수용하도록 구성되는 복수의 제3 챔버를 포함하고, 적어도 하나의 제2 챔버는 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널과 연결되도록 구성된다.

Description

미세 액적 생성 장치{Device for generating fine droplets}
본 발명은 미세 액적 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 PCR용 미세 액적 생성 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 PCR(Digital Polymerase Chain Reaction) 기술은 기존의 시료를 나노 리터 부피의 미세 액적으로 나누고, 그 안에 들어 있는 타겟 유전자의 형광 변화를 관찰하는 유전자 검사 방법으로서, 민감도가 매우 높고 절대 정량 분석이 가능하여 유전자 분석, 바이오 마커 개발, 유전자 염기 서열 분석 등에 있어 그 활용도가 높다.
이와 같은 디지털 PCR 기술을 이용한 디바이스는 질병을 일으키는 타겟 유전자의 절대 정량 분석을 위해 타겟 유전자를 포함하고 있는 시료를 다수의 미세 액적으로 생성할 수 있는 미세 액적 생성 디바이스를 구비한다.
종래의 미세 액적 생성 디바이스는 시료와 오일의 접촉을 유도하여 복수의 미세 액적으로 생성하는 미세 유체 채널, 미세 유체 채널에 오일을 공급하는 오일 챔버 및 미세 유체 채널에 시료를 공급하는 시료 챔버로 구성된다.
그러나 종래의 미세 액적 생성 디바이스는 다중 분석을 위해 미세 액적을 생성하는 미세 유체 채널, 오일 챔버 및 시료 챔버가 총 8세트로 구성됨에 따라, 사용자가 피펫(pipette)을 이용해 시료 및 오일을 각각 8번씩 각 챔버에 주입해야하는 불편함이 있었다.
또한, 피펫 사용 횟수가 증가함에 따라 사용자는 핸들링에 의한 실수가 발생되고, 이로 인해 2차 오염이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 피펫 사용을 최소화 하여 핸들링에 의한 실수 및 2차 오염을 예방할 수 있는 미세 액적 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치는 타겟 유전자가 포함된 시료와, 상기 시료에 대하여 비혼화 성질을 가지는 오일의 접촉을 유도하여 미세 액적을 생성하도록 구성되는 복수의 미세 액적 채널; 상기 복수의 미세 액적 채널에 상기 시료를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 챔버; 상기 복수의 미세 액적 채널에 상기 오일을 공급하도록 구성되는 적어도 하나의 제2 챔버; 및 상기 복수의 미세 액적 채널에서 생성된 상기 미세 액적을 수용하도록 구성되는 복수의 제3 챔버를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 챔버는 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널과 연결되도록 구성된다.
상기 복수의 미세 액적 채널은, 하나의 제1 챔버와 하나의 제3 챔버를 연결하는 제1 채널 및 상기 제1 채널을 교차하도록 배치되는 제2 채널을 포함하고, 상기 복수의 제1 챔버 및 상기 복수의 제3 챔버에 대응되도록 복수로 마련되는 미세 액적 생성부; 및 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부와 하나의 제2 챔버를 연결하도록 구성되는 오일 분배부를 포함할 수 있다.
상기 제1 채널은, 상기 제1 챔버로부터 유입된 시료를 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 시료 안내 채널; 및 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로부터 생성된 미세 액적을 상기 제3 챔버로 안내하도록 구성되는 미세 액적 안내 채널을 포함할 수 있다.
상기 제2 채널은, 상기 오일 분배부와 연결되는 지점으로부터 일 측으로 연장되어 상기 오일 분배부로부터 유입된 오일을 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 제1 오일 안내 채널; 및 상기 오일 분배부와 연결되는 지점으로부터 타 측으로 연장되어 상기 오일 분배부로부터 유입된 오일을 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 제2 오일 안내 채널을 포함할 수 있다.
상기 제1 오일 안내 채널과 상기 제2 오일 안내 채널은, 상기 제1 오일 안내 채널을 이동하는 오일과 상기 제2 오일 안내 채널을 이동하는 오일이 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점에 동시에 도착하도록 구성될 수 있다.
상기 오일 분배부는, 상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제1 오일 분배 채널을 포함할 수 있다.
상기 오일 분배부는, 상기 제1 오일 분배 채널로부터 분기되어 상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제2 오일 분배 채널을 더 포함할 수 있다.
상기 오일 분배부는, 상기 제2 오일 분배 채널로부터 분기되어 상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제3 오일 분배 채널을 더 포함할 수 있다.
상기 하나의 제2 챔버는, 상기 오일 분배부와 연결되어 내부에 저장된 상기 오일을 상기 오일 분배부로 공급하도록 구성되는 하나의 주입공을 포함할 수 있다.
상기 복수의 미세 액적 채널은, 하나의 제1 챔버와 하나의 제3 챔버를 연결하는 제1 채널; 및 하나의 제2 챔버로부터 연장되어 상기 제1 채널을 교차하도록 배치되는 제2 채널을 포함할 수 있다.
상기 하나의 제2 챔버는, 적어도 둘 이상의 주입공을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 오일이 주입되는 제2 챔버를 복수의 미세 액적 채널과 연결되도록 구성하므로, 한 번에 다수의 미세 액적 채널로 동시에 오일을 공급 가능하여 실험에 필요한 시간을 단축할 수 있고, 신속히 미세 액적을 대량으로 생성할 수 있다.
또한, 오일 주입을 위한 사용자의 피펫(pipette) 사용을 최소화 하므로, 핸들링에 의한 실수 및 이로 인해 발생되는 2차 오염을 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 저면도이다.
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치의 오일 분배부의 변형된 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 "B"부분을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 2의 "C"부분을 확대한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 저면도이다.
도 9는 도 8의 "D"부분을 확대한 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 저면도이다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)는 베이스(B), 복수의 미세 액적 채널(110), 복수의 제1 챔버(120), 적어도 하나의 제2 챔버(130) 및 복수의 제3 챔버(140)를 포함한다.
베이스(B)는 소정의 두께를 가지는 장방형의 판 형태로 형성되며, 일면에는 복수의 미세 액적 채널(110)이 마련되고, 타면에는 복수의 제1 챔버(120), 적어도 하나의 제2 챔버(130) 및 복수의 제3 챔버(140)가 마련된다. 예를 들어, 베이스(B)는 투명한 재질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 재질로 형성될 수 있다.
미세 액적 채널(110)은 베이스(B)의 일면에 형성되고, 베이스(B)의 길이 방향, 즉, X축 방향을 따라 복수로 마련된다. 각 미세 액적 채널(110)은 타겟 유전자가 포함된 시료를 공급하는 제1 챔버(120) 및 시료에 대하여 비혼화(immiscible) 성질을 가지는 오일을 공급하는 제2 챔버(130)와 연결되어 시료 및 오일을 공급받는다. 그리고, 복수의 미세 액적 채널(110)은 제1 방향으로 시료의 흐름을 유도하고, 제1 방향에 대하여 교차되는 제2 방향으로 오일의 흐름을 유도하여, 시료와 오일을 접촉시킨다. 이에, 오일에 접촉된 시료의 일부가 분리되어 미세 액적(fine droplet)을 형성한다. 즉, 시료가 흐르는 방향에 대하여 교차되는 방향에서 시료 측으로 이동하는 오일이 반복적으로 시료의 중간 중간에 삽입되어 시료를 액적 형태로 분리시킬 수 있다. 그리고, 미세 액적 채널(110)에 생성된 복수의 미세 액적은 내부에 작용하는 압력에 의해 제3 챔버(140)로 이동하게 된다. 예를 들어, 미세 액적 채널(110)에는 미세 액적 생성 장치(100)에 연결된 압력 유닛(미도시)에 의하여 미리 설정된 조건의 압력이 가해질 수 있다.
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대한 확대도이다.
도 1의 (a), 도 2의 (a) 및 도 3을 참조하면, 복수의 미세 액적 채널(110)은 미세 액적 생성부(111) 및 오일 분배부(112)를 포함할 수 있다.
미세 액적 생성부(111)는 복수의 제1 챔버(120) 및 복수의 제3 챔버(140)에 대응되도록 베이스(B)의 일면에 복수로 마련될 수 있다.
각 미세 액적 생성부(111)는 시료 및 미세 액적의 이동을 안내하는 제1 채널(111A) 및 제1 채널(111A)을 교차하도록 배치되어 오일의 이동을 안내하는 제2 채널(111B)을 포함할 수 있다.
제1 채널(111A)은 하나의 제1 챔버(120)와 하나의 제3 챔버(140)를 연결할 수 있다.
제1 채널(111A)은 시료 안내 채널(111A1) 및 미세 액적 안내 채널(111A2)을 포함할 수 있다.
시료 안내 채널(111A1)은 제1 챔버(120)로부터 유입된 시료를 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로 안내할 수 있다. 예를 들어, 시료 안내 채널(111A1)에는 시료의 흐름을 안정화할 수 있도록 오리피스(orifice) 구조가 적용될 수 있다. 그리고, 시료 안내 채널(111A1)에는 시료에 포함된 공기가 포집될 수 있도록 다수의 포집공간이 마련된 에어 트랩(air trap) 구조가 더 적용될 수도 있다. 그러나 시료 안내 채널(111A1)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조가 더 적용될 수도 있다.
미세 액적 안내 채널(111A2)은 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로부터 생성된 미세 액적을 제3 챔버(140)로 안내할 수 있다.
제2 채널(111B)은 제1 오일 안내 채널(111B1) 및 제2 오일 안내 채널(111B2)을 포함할 수 있다.
제1 오일 안내 채널(111B1)은 제2 채널(111B)이 오일 분배부(112)와 연결되는 지점(CP2)으로부터 일 측으로 연장되어 제1 채널(111A)과 연결되고, 오일 분배부(112)로부터 유입된 오일을 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로 안내할 수 있다.
제2 오일 안내 채널(111B2)은 제2 채널(111B)이 오일 분배부(112)와 연결되는 지점(CP2)으로부터 타 측으로 연장되어 제1 오일 안내 채널(111B1)에 대향하도록 제1 채널(111A)과 연결되고, 오일 분배부(112)로부터 유입된 오일을 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로 안내할 수 있다.
이때, 제1 오일 안내 채널(111B1)과 제2 오일 안내 채널(111B2)은, 제1 오일 안내 채널(111B1)을 이동하는 오일과 제2 오일 안내 채널(111B2)을 이동하는 오일이 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)에 동시에 도착하여 제1 채널(111A)로 동시에 유입될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 채널(111A)에 생성되는 복수의 미세 액적은 균일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 오일 안내 채널(111B1)과 제2 오일 안내 채널(111B2)은 내부에 흐르는 오일이 동일한 유속으로 흐를 수 있도록 단면의 형상 및 경로의 길이가 동일할 수 있다. 그러나 제1 오일 안내 채널(111B1)과 제2 오일 안내 채널(111B2)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 채널(111A)로 동시에 유입될 수 있는 조건 내에서 다양한 형상 및 구조로 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치의 오일 분배부의 변형된 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 2의 "B"부분을 확대한 확대도이다.
도 2의 (a), 도 4 및 도 5를 참조하면, 오일 분배부(112)는 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)와 하나의 제2 챔버(130)를 연결할 수 있다. 이를 통해, 오일이 주입되는 제2 챔버(130)는 복수의 미세 액적 채널(110)과 연결되고, 이에 한 번에 다수의 미세 액적 채널(110)로 동시에 오일을 공급 가능하여 실험에 필요한 시간을 단축할 수 있고, 신속히 미세 액적을 대량으로 생성할 수 있다. 또한, 오일 주입을 위한 사용자의 피펫(pipette) 사용을 최소화 하여 사용자의 핸들링에 의한 실수 및 이로 인해 발생되는 2차 오염을 예방할 수 있다.
도 4를 참조하면, 오일 분배부(112)는 제1 오일 분배 채널(112A)을 포함할 수 있다.
제1 오일 분배 채널(112A)은 하나의 제2 챔버(130)와 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)를 연결할 수 있다. 이에, 하나의 제2 챔버(130)로부터 유입된 오일은 하나의 제2 챔버(130)와 직접적으로 연결된 제1 오일 분배 채널(112A)을 통과하여 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)로 신속히 이동될 수 있다. 예를 들어, 미세 액적 생성부(111)가 8개로 구성되고, 제2 챔버(130)가 4개로 구성될 경우, 4개의 제2 챔버(130)는 각각 2개의 제1 오일 분배 채널(112A)에 의해 2개의 미세 액적 생성부(111)와 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 오일 분배부(112)는 제2 오일 분배 채널(112B)을 더 포함할 수 있다.
제2 오일 분배 채널(112B)은 제1 오일 분배 채널(112A)로부터 분기되어 하나의 제2 챔버(130)와 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)를 연결할 수 있다. 이에, 하나의 제2 챔버(130)로부터 유입된 오일은 하나의 제2 챔버(130)와 직접적으로 연결된 제1 오일 분배 채널(112A) 및 제1 오일 분배 채널(112A)로부터 분기된 제2 오일 분배 채널(112B)을 순차적으로 통과하여 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)로 이동될 수 있다. 예를 들어, 미세 액적 생성부(111)가 8개로 구성되고, 제2 챔버(130)가 2개로 구성될 경우, 2개의 제2 챔버(130)는 각각 2개의 제1 오일 분배 채널(112A) 및 2개의 제2 오일 분배 채널(112B)에 의해 4개의 미세 액적 생성부(111)와 연결될 수 있다.
도 6은 도 2의 "C"부분을 확대한 확대도이다.
도 1의 (b), 도 2의 (b) 및 도 6을 참조하면, 오일 분배부(112)는 제3 오일 분배 채널(112C)을 더 포함할 수 있다.
제3 오일 분배 채널(112C)은 제2 오일 분배 채널(112B)로부터 분기되어 하나의 제2 챔버(130)와 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)를 연결할 수 있다. 이에, 하나의 제2 챔버(130)로부터 유입된 오일은 하나의 제2 챔버(130)와 직접적으로 연결된 제1 오일 분배 채널(112A), 제1 오일 분배 채널(112A)로부터 분기된 제2 오일 분배 채널(112B) 및 제2 오일 분배 채널(112B)로부터 분기된 제3 오일 분배 채널(112C)을 순차적으로 통과하여 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부(111)로 이동될 수 있다. 예를 들어, 미세 액적 생성부(111)가 8개로 구성되고, 제2 챔버(130)가 1개로 구성될 경우, 1개의 제2 챔버(130)는 2개의 제1 오일 분배 채널(112A), 2개의 제2 오일 분배 채널(112B) 및 4개의 제3 오일 분배 채널(112C)에 의해 8개의 미세 액적 생성부(111)와 연결될 수 있다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a)를 참조하면, 제1 챔버(120)는 베이스(B)의 타면에 복수로 마련되어 베이스(B)의 길이 방향, 즉, X축 방향을 따라 등간격으로 이격 배치되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 각각 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 시료를 공급한다.
구체적으로, 복수의 제1 챔버(120)는 각각 미세 액적 생성부(111)의 제1 채널(111A)과 연결되어, 제1 챔버(120)로 주입된 시료를 복수의 미세 액적 채널(110)로 공급한다. 예를 들어, 각 제1 챔버(120)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 정량의 시료가 충전되는 하우징(121)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(121)과 제1 채널(111A)을 연결하고, 하우징(121)에 충전된 시료를 제1 채널(111A)로 주입하는 주입공(122)을 포함할 수 있다. 시료는 PCR 시약이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그리고, 하우징(121)에 충전된 시료는 외부에서 하우징(121)의 내부로 가해지는 압력 또는 제1 채널(111A)에서 하우징(121)의 내부로 작용하는 흡입력을 통하여 제1 채널(111A)로 주입될 수 있다.
제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 마련되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 오일을 공급한다.
구체적으로, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 적어도 하나 이상 마련되고, 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널(110)과 연결되어 한 번에 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널(110)로 동시에 오일을 공급한다.
예를 들어, 도 1의 (a) 및 도 2의 (a)를 참조하면, 미세 액적 생성부(111)가 8개로 마련되는 경우, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 2개로 마련되어 각각 4개의 미세 액적 생성부(111)와 연결된다. 이를 통해, 복수의 제2 챔버(130)는 한번에 4개의 미세 액적 생성부(111)로 동시에 오일을 공급할 수 있다. 또한, 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)를 참조하면, 미세 액적 생성부(111)가 8개로 마련되는 경우, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 1개로 마련되어 8개의 미세 액적 생성부(111)와 연결된다. 이를 통해, 1개의 제2 챔버(130)는 한번에 8개의 미세 액적 생성부(111)로 동시에 오일을 공급할 수 있다. 이때, 하나의 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 정량의 오일이 충전되는 하우징(131)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(131)과 오일 분배부(112)를 연결하고, 하우징(131)의 내부에 저장된 오일을 미세 액적 생성부(111)의 제2 채널(111B)과 연결된 오일 분배부(112)로 공급하는 하나의 주입공(132)을 포함할 수 있다.
도 1의 (a) 및 도 2의 (a)를 참조하면, 제3 챔버(140)는 베이스(B)의 타면에 복수로 마련되어 베이스(B)의 길이 방향, 즉, X축 방향을 따라 등간격으로 이격 배치되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 각각 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 생성된 복수의 미세 액적을 수용한다.
구체적으로, 복수의 제3 챔버(140)는 각각 미세 액적 생성부(111)의 제1 채널(111A)과 연결되어, 제1 채널(111A)에서 생성된 복수의 미세 액적을 내부에 수용한다. 예를 들어, 각 제3 챔버(140)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 복수의 미세 액적이 수용되는 하우징(141)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(141)과 제1 채널(111A)을 연결하고, 제1 채널(111A)에 생성된 복수의 미세 액적을 하우징(141)의 내부로 회수하는 회수공(142)을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 평면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 나타낸 저면도이며, 도 9는 도 8의 "D"부분을 확대한 확대도이다.
도 7의 (a) 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)는 베이스(B), 복수의 미세 액적 채널(110), 복수의 제1 챔버(120), 적어도 하나의 제2 챔버(130) 및 복수의 제3 챔버(140)를 포함한다.
복수의 미세 액적 채널(110)은 베이스(B)의 일면에 형성되고, 베이스(B)의 길이 방향을 따라 복수로 마련된다. 각 미세 액적 채널(110)은 타겟 유전자가 포함된 시료를 공급하는 제1 챔버(120) 및 시료에 대하여 비혼화 성질을 가지는 오일을 공급하는 제2 챔버(130)와 연결되어 시료 및 오일을 공급받는다. 그리고, 복수의 미세 액적 채널(110)은 제1 방향으로 시료의 흐름을 유도하고, 제1 방향에 대하여 교차되는 제2 방향으로 오일의 흐름을 유도하여, 시료와 오일을 접촉시킨다. 이에, 오일에 접촉된 시료의 일부가 분리되어 미세 액적을 형성한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 복수의 미세 액적 채널(110)은 각각 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)을 포함할 수 있다.
제1 채널(111A)은 하나의 제1 챔버(120)와 하나의 제3 챔버(140)를 연결하여 시료 및 미세 액적의 이동을 안내할 수 있다.
구체적으로, 제1 채널(111A)은 제1 챔버(120)로부터 유입된 시료를 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로 안내하고, 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로부터 생성된 미세 액적을 제3 챔버(140)로 안내할 수 있다.
제2 채널(111B)은 하나의 제2 챔버(130)로부터 일 측 및 타 측으로 연장되어 제1 채널(111A)을 교차하도록 제1 채널(111A)과 연결되고, 제2 챔버(130)로부터 유입된 오일을 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)으로 안내할 수 있다.
이때, 제2 챔버(130)로부터 일 측 및 타 측으로 연장되는 복수의 채널은 내부로 이동하는 오일이 제1 채널(111A) 및 제2 채널(111B)이 교차하는 지점(CP1)에 동시에 도착하여 제1 채널(111A)로 동시에 유입될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
도 7의 (a) 및 도 8을 참조하면, 제1 챔버(120)는 베이스(B)의 타면에 복수로 마련되어 베이스(B)의 길이 방향, 즉, X축 방향을 따라 등간격으로 이격 배치되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 각각 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 시료를 공급한다.
구체적으로, 복수의 제1 챔버(120)는 각각 제1 채널(111A)과 연결되어, 제1 챔버(120)로 주입된 시료를 미세 액적 채널(110)로 공급한다. 예를 들어, 각 제1 챔버(120)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 정량의 시료가 충전되는 하우징(121)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(121)과 제1 채널(111A)을 연결하고, 하우징(121)에 충전된 시료를 제1 채널(111A)로 주입하는 주입공(122)을 포함할 수 있다.
제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 마련되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 오일을 공급한다.
구체적으로, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 적어도 하나 이상 마련되고, 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널(110)과 연결되어 한 번에 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널(110)로 오일을 동시에 공급한다.
예를 들어, 도 7의 (a) 및 도 8을 참조하면, 복수의 미세 액적 채널(110)이 8개로 마련되는 경우, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 2개로 마련되어 각각 4개의 미세 액적 채널(110)과 연결된다. 이를 통해, 복수의 제2 챔버(130)는 한번에 4개의 미세 액적 채널(110)로 동시에 오일을 공급할 수 있다. 또한, 도 7의 (b) 및 도 8을 참조하면, 미세 액적 채널(110)이 8개로 마련되는 경우, 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면에 1개로 마련되어 8개의 미세 액적 채널(110)과 연결된다. 이를 통해, 1개의 제2 챔버(130)는 한 번에 8개의 미세 액적 채널(110)로 동시에 오일을 공급할 수 있다. 이때, 하나의 제2 챔버(130)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 정량의 오일이 충전되는 하우징(131)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(131)과 미세 액적 채널(110)을 연결하고, 하우징(131)의 내부에 저장된 오일을 제2 채널(111B)로 공급하는 적어도 둘 이상의 주입공(132)을 포함할 수 있다.
도 7의 (a) 및 도 8을 참조하면, 제3 챔버(140)는 베이스(B)의 타면에 복수로 마련되어 베이스(B)의 길이 방향을 따라 등간격으로 이격 배치되고, 복수의 미세 액적 채널(110)과 각각 연결되어 복수의 미세 액적 채널(110)에 생성된 복수의 미세 액적을 수용한다.
구체적으로, 복수의 제3 챔버(140)는 각각 미세 액적 채널(110)의 제1 채널(111A)과 연결되어, 제1 채널(111A)에서 생성된 복수의 미세 액적을 내부에 수용한다. 예를 들어, 각 제3 챔버(140)는 베이스(B)의 타면으로부터 소정 길이 돌출되고 내측에 복수의 미세 액적이 수용되는 하우징(141)과, 베이스(B)를 관통하여 하우징(141)과 제1 채널(111A)을 연결하고, 제1 채널(111A)에 생성된 복수의 미세 액적을 하우징(141)의 내부로 회수하는 회수공(142)을 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)에 대하여 설명한다.
참고로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 발명의 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)는 미세 액적 생성 장치(100)에 결합되는 연결 지그(200)를 더 포함할 수 있다.
연결 지그(200)는 하우징부(210) 및 배출 유닛(220)을 포함할 수 있다.
하우징부(210)는 미세 액적 생성 장치(100)의 상부 및 하부에 배치되고, 서로 체결되어 미세 액적 생성 장치(100)의 상면 및 하면을 지지할 수 있다.
예를 들어, 하우징부(210)는 오일 주입구, 시료 주입구 및 포집 배출구를 포함할 수 있다. 오일 주입구는 미세 액적 생성 장치(100)의 제2 챔버(130)에 대응되는 위치에 배치되고, 미세 액적 생성 장치(100)의 제2 챔버(130)에 정렬될 수 있다. 시료 주입구는 미세 액적 생성 장치(100)의 제1 챔버(120)에 대응되는 위치에 배치되고, 미세 액적 생성 장치(100)의 제1 챔버(120)에 정렬될 수 있다. 포집 배출구는 미세 액적 생성 장치(100)의 제3 챔버(140)에 대응되는 위치에 배치되고, 미세 액적 생성 장치(100)의 제3 챔버(140)에 정렬될 수 있다. 이때, 포집 배출구에는 배출 유닛(220)과 결합될 수 있도록 나사 또는 홈 형태의 결합수단이 마련될 수 있다.
배출 유닛(220)은 하우징부(210)에 결합되어 미세 액적 생성 장치(100)에 생성된 복수의 미세 액적을 외부로 배출할 수 있다. 예를 들어, 배출 유닛(220)은 하우징부(210)의 포집 배출구의 내부에 마련된 결합수단과 결합될 수 있는 체결수단을 포함할 수 있다. 체결수단은 포집 배출구의 내측에 삽입되어 포집 배출구의 내면에 결합될 수 있으며, 체결수단의 내부에는 미세 액적이 유동 가능한 유로가 마련될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)는 배출 유닛(220)과 연결되어 배출 유닛(220)으로부터 배출된 미세 액적을 저장하는 저장 유닛 및 미세 액적 생성 장치(100)의 내부로 압력을 부가하는 압력 유닛을 더 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 생성 장치(100)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구성 및 구조를 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 미세 액적 생성 장치
110. 미세 액적 채널
111. 미세 액적 생성부
111A. 제1 채널
111A1. 시료 안내 채널
111A2. 미세 액적 안내 채널
111B. 제2 채널
111B1. 제1 오일 안내 채널
111B2. 제2 오일 안내 채널
112. 오일 분배부
112A. 제1 오일 분배 채널
112B. 제2 오일 분배 채널
112C. 제3 오일 분배 채널
120. 제1 챔버
121. 하우징
122. 주입공
130. 제2 챔버
131. 하우징
132. 주입공
140. 제3 챔버
141. 하우징
142. 회수공
200. 연결 지그
210. 하우징부
220. 배출 유닛
B. 베이스

Claims (11)

  1. 타겟 유전자가 포함된 시료와, 상기 시료에 대하여 비혼화 성질을 가지는 오일의 접촉을 유도하여 미세 액적을 생성하도록 구성되는 복수의 미세 액적 채널;
    상기 복수의 미세 액적 채널에 상기 시료를 공급하도록 구성되는 복수의 제1 챔버;
    상기 복수의 미세 액적 채널에 상기 오일을 공급하도록 구성되는 적어도 하나의 제2 챔버; 및
    상기 복수의 미세 액적 채널에서 생성된 상기 미세 액적을 수용하도록 구성되는 복수의 제3 챔버를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 챔버는 적어도 둘 이상의 미세 액적 채널과 연결되도록 구성되고,
    상기 복수의 미세 액적 채널은,
    하나의 제1 챔버와 하나의 제3 챔버를 연결하는 제1 채널 및 상기 제1 채널을 교차하도록 배치되는 제2 채널을 포함하고, 상기 복수의 제1 챔버 및 상기 복수의 제3 챔버에 대응되도록 복수로 마련되는 미세 액적 생성부; 및
    적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부와 하나의 제2 챔버를 연결하도록 구성되는 오일 분배부를 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널은,
    상기 제1 챔버로부터 유입된 시료를 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 시료 안내 채널; 및
    상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로부터 생성된 미세 액적을 상기 제3 챔버로 안내하도록 구성되는 미세 액적 안내 채널을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널은,
    상기 오일 분배부와 연결되는 지점으로부터 일 측으로 연장되어 상기 오일 분배부로부터 유입된 오일을 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 제1 오일 안내 채널; 및
    상기 오일 분배부와 연결되는 지점으로부터 타 측으로 연장되어 상기 오일 분배부로부터 유입된 오일을 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점으로 안내하도록 구성되는 제2 오일 안내 채널을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 오일 안내 채널과 상기 제2 오일 안내 채널은, 상기 제1 오일 안내 채널을 이동하는 오일과 상기 제2 오일 안내 채널을 이동하는 오일이 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널이 교차하는 지점에 동시에 도착하도록 구성되는 미세 액적 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오일 분배부는,
    상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제1 오일 분배 채널을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오일 분배부는,
    상기 제1 오일 분배 채널로부터 분기되어 상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제2 오일 분배 채널을 더 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오일 분배부는,
    상기 제2 오일 분배 채널로부터 분기되어 상기 하나의 제2 챔버로부터 유입된 오일을 상기 적어도 둘 이상의 미세 액적 생성부로 안내하도록 구성되는 제3 오일 분배 채널을 더 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나의 제2 챔버는,
    상기 오일 분배부와 연결되어 내부에 저장된 상기 오일을 상기 오일 분배부로 공급하도록 구성되는 하나의 주입공을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 미세 액적 채널은,
    하나의 제1 챔버와 하나의 제3 챔버를 연결하는 제1 채널; 및
    하나의 제2 챔버로부터 연장되어 상기 제1 채널을 교차하도록 배치되는 제2 채널을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하나의 제2 챔버는, 적어도 둘 이상의 주입공을 포함하는 미세 액적 생성 장치.
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