KR102283697B1 - Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature - Google Patents

Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature Download PDF

Info

Publication number
KR102283697B1
KR102283697B1 KR1020190128498A KR20190128498A KR102283697B1 KR 102283697 B1 KR102283697 B1 KR 102283697B1 KR 1020190128498 A KR1020190128498 A KR 1020190128498A KR 20190128498 A KR20190128498 A KR 20190128498A KR 102283697 B1 KR102283697 B1 KR 102283697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature control
microchannel
control device
nanochannel
temperature
Prior art date
Application number
KR1020190128498A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210045128A (en
Inventor
김태성
박정열
이종완
Original Assignee
울산과학기술원
서강대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원, 서강대학교 산학협력단 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020190128498A priority Critical patent/KR102283697B1/en
Publication of KR20210045128A publication Critical patent/KR20210045128A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102283697B1 publication Critical patent/KR102283697B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0896—Nanoscaled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control

Abstract

본 발명은 베이스부, 상기 베이스부 상에 위치하고, 제1농도를 갖는 제1유체가 유동하는 제1미세채널, 상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 제1미세채널과 이격되도록 위치하며, 상기 제1농도와 다른 제2농도를 갖는 제2유체가 유동하는 제2미세채널, 상기 베이스부 상에서 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널 사이에 위치하여, 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널을 연통하고, 내부에 하나 또는 복수개의 나노채널이 형성되는 연결채널 및 상기 베이스부 하면에 배치되고, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 상태를 각각 조절하는 온도 조절장치를 포함하고, 상기 온도 조절장치를 이용하여, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 조건을 각각 변화시켜서 상기 나노채널 내의 유동 상태를 조절하는 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치를 제공한다.
따라서 온도 조건을 변화시키는 것에 의해서 나노채널 내를 유동하는 유체의 변화 상태를 간단하게 분석할 수 있다.According to the present invention, a base portion, a first microchannel located on the base portion, through which a first fluid having a first concentration flows, is located on the base portion, and is positioned to be spaced apart from the first microchannel, and the first a second microchannel through which a second fluid having a second concentration different from the concentration flows; and a connection channel having one or a plurality of nanochannels formed therein and disposed on the lower surface of the base, temperature control for controlling the temperature state of the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel, respectively Nanochannel through temperature control including a device and using the temperature control device to change the temperature conditions of the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel, respectively, to control the flow state in the nanochannel of the analysis device is provided.
Therefore, it is possible to simply analyze the change state of the fluid flowing in the nanochannel by changing the temperature condition.

Description

온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치{Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature}Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature}

본 발명은 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 조건을 변화시켜서 나노채널 내를 유동하는 유체의 상태를 분석하는 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for analyzing a nanochannel through temperature control, and more particularly, to an apparatus for analyzing a nanochannel through temperature control for analyzing the state of a fluid flowing in a nanochannel by changing a temperature condition.

최근에는 반도체 제조공정 기술을 이용하여 감지(sensing) 또는 구동(actuating)에 필요한 마이크로 단위 크기의 미소구조물을 제작하고, 여기에 신호처리 회로를 같이 집적화 함으로써, 고성능 다기능의 초소형 기전시스템(Micro Electro Mechanical System, 이하 'MEMS'이라 함)이 구현되고 있다. 이러한 MEMS 기술을 이용하여 수 ㎠ 크기의 칩 위에 바이오 칩, 의료 및 미량 유체 분석 장치들을 초소형으로 집적시킨 랩-온-칩(Lab On a Chip)은 생물학, 화학, 의학 및 유전공학 분야에서 의료용 마이크로 진단 및 약물 주입 시스템에 활용하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 이와 같이 마이크론 단위의 극도로 소형화된 센서나 액츄에이터에 대한 실질적인 연구는 미세기전시스템(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 기술의 등장에 힘입은 바가 크다.Recently, by using semiconductor manufacturing process technology to manufacture micro-structures of micro-unit size necessary for sensing or actuating, and integrating signal processing circuits here, a high-performance and multi-functional micro electromechanical system (Micro Electro Mechanical) System, hereinafter referred to as 'MEMS') is being implemented. Lab-on-a-Chip, which integrates biochips, medical and microfluidic analysis devices on a chip with a size of several cm2 using this MEMS technology, is a medical micro A lot of research is being conducted to utilize it for diagnosis and drug injection systems. As such, practical research on extremely miniaturized sensors or actuators in the micron unit has been greatly aided by the advent of Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technology.

최근 들어 이 기술로 제작된 다양한 상용 제품들의 출시와 이에 따른 급속한 시장의 팽창에 따라, 새로운 산업을 일으킬 수 있는 핵심기술로 인식되고 있고 있으며, 미세유체 제어 시스템이나 마이크로 펌프(micro pump)도 이들 중 하나이다. 특히, 미세유체 제어 시스템은 랩 온 어 칩 분야의 중요한 구성 요소로서, 세밀한 유체 제어가 요구되는 단백질 칩, DNA칩, 약물전달시스템(drug delivery system)미세 생물/화학 분석기(micro total analysis system), 생물/화학반응기(micro reactor) 등에 다양하게 적용되고 있다. 하지만 이러한 미세유체 제어 시스템과는 별개로 이러한 미세유체를 분석하는 장치는 상대적으로 개발이 미흡한 면이 있다.Recently, with the release of various commercial products manufactured with this technology and the rapid market expansion, it is recognized as a core technology that can create a new industry. one In particular, the microfluidic control system is an important component of the lab-on-a-chip field, and includes protein chips, DNA chips, drug delivery systems, micro total analysis systems, and micro-organisms that require precise fluid control. It is widely applied to bio/chemical reactors and the like. However, apart from such a microfluidic control system, a device for analyzing such a microfluid is relatively underdeveloped.

대한민국등록특허 제10-1348655호Republic of Korea Patent No. 10-1348655

본 발명은 온도 조건을 변화시켜서 나노채널 내를 유동하는 유체의 상태를 분석하는 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a nanochannel analysis apparatus through temperature control that analyzes the state of a fluid flowing in the nanochannel by changing the temperature condition.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 베이스부, 상기 베이스부 상에 위치하고, 제1농도를 갖는 제1유체가 유동하는 제1미세채널, 상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 제1미세채널과 이격되도록 위치하며, 상기 제1농도와 다른 제2농도를 갖는 제2유체가 유동하는 제2미세채널, 상기 베이스부 상에서 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널 사이에 위치하여, 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널을 연통하고, 내부에 하나 또는 복수개의 나노채널이 형성되는 연결채널 및 상기 베이스부 하면에 배치되고, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 상태를 각각 조절하는 온도 조절장치를 포함하고, 상기 온도 조절장치를 이용하여, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 조건을 각각 변화시켜서 상기 나노채널 내의 유동 상태를 조절하는 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a base, a first microchannel positioned on the base, through which a first fluid having a first concentration flows, positioned on the base, the first microchannel and a second microchannel through which a second fluid having a second concentration different from the first concentration flows, the second microchannel being spaced apart from the first and positioned between the first microchannel and the second microchannel on the base part, A connection channel communicating the microchannel with the second microchannel and having one or a plurality of nanochannels formed therein, and disposed on the lower surface of the base, the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel a temperature control device for respectively controlling a temperature state, and using the temperature control device to change the temperature conditions of the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel, respectively, to change the flow state in the nanochannel Provided is an analysis device for nanochannels through temperature control.

본 발명에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The nanochannel analysis apparatus through temperature control according to the present invention has the following effects.

첫째, 온도 조건을 변화시키는 것에 의해서 나노채널 내를 유동하는 유체의 변화 상태를 간단하게 분석할 수 있다.First, it is possible to simply analyze the change state of the fluid flowing in the nanochannel by changing the temperature condition.

둘째, 온도 조절장치가 제1미세채널, 제2미세채널, 나노채널의 온도를 각각 조절할 수 있어서 다양한 온도 조건하에서의 분석이 가능하다.Second, since the temperature controller can control the temperatures of the first microchannel, the second microchannel, and the nanochannel, respectively, analysis under various temperature conditions is possible.

셋째, 나노채널에 형성되어 있는 수많은 공극을 통해서 다량의 물질전달이 가능하기 때문에 유체의 변화 상태의 분석 및 관측이 용이하다.Third, because a large amount of mass transfer is possible through the numerous pores formed in the nanochannel, it is easy to analyze and observe the change state of the fluid.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치의 Ⅱ-Ⅱ선을 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치의 나노채널 및 채널을 제작하는 장치의 모식도이다.
도 4는 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치의 온도 조절장치의 사진 및 온도 조절장치의 온도 변화 그래프이다.
도 5는 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치의 온도 분포 차이를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치에서 온도 조절장치의 온도와 나노채널의 온도와의 상관 관계를 나타내는 그래프 및 온도 변화에 따라 이온유동에 의해 발생된 전압과 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view illustrating an apparatus for analyzing a nanochannel through temperature control according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the apparatus for analyzing nanochannels through temperature control according to FIG. 1 .
FIG. 3 is a schematic diagram of a device for manufacturing a nanochannel and a channel of the device for analyzing a nanochannel through temperature control according to FIG. 1 .
4 is a photograph of a temperature control device of the nanochannel analysis device through temperature control according to FIG. 1 and a graph of a temperature change of the temperature control device.
5 is a schematic diagram illustrating a temperature distribution difference of the nanochannel analysis apparatus through temperature control according to FIG. 1 .
6 is a graph showing the correlation between the temperature of the temperature control device and the temperature of the nanochannel in the nanochannel analysis device through temperature control according to FIG. 1 and the change in voltage and current generated by ion flow according to the temperature change is a graph representing

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치(100)는 제1미세채널(110), 제2미세채널(120), 연결채널(130), 마이크로챔버(130'), 베이스부(140), 챔버(150) 및 온도 조절장치(160)를 포함한다. 상기 제1미세채널(110)은 제1농도를 갖는 제1유체가 유동한다. 상기 제2미세채널(120)은 상기 제1농도에 비하여 낮은 제2농도를 갖는 제2유체가 유동한다. 물론 상기 제1미세채널(110)과 상기 제2미세채널(120)을 각각 유동하는 유체의 농도는 변경 가능하다. 상기 제1유체의 유동 방향과 상기 제2유체의 유동 방향은 각각의 채널의 길이 방향으로 동일한 방향일 수 있고, 또는 서로 반대 방향일 수 있다. 상기 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치(100)는 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)에 각각 전해질 용액을 주입한 후, 온도를 변화시키면서 양이온과 음이온 간의 확산 계수 차이로 인해 발생되는 전류 및 전압을 측정함으로써, 온도 변화가 이온의 확산에 미치는 영향을 분석한다.1 and 2 , the apparatus 100 for analyzing a nanochannel through temperature control according to an embodiment of the present invention includes a first microchannel 110 , a second microchannel 120 , and a connection channel 130 . , a microchamber 130 ′, a base portion 140 , a chamber 150 and a temperature control device 160 . A first fluid having a first concentration flows through the first microchannel 110 . In the second microchannel 120 , a second fluid having a second concentration lower than the first concentration flows. Of course, the concentration of the fluid flowing through the first microchannel 110 and the second microchannel 120 may be changed. The flow direction of the first fluid and the flow direction of the second fluid may be in the same direction in the longitudinal direction of each channel, or may be opposite to each other. The nanochannel analysis device 100 through the temperature control injects electrolyte solutions into the first microchannel 110 and the second microchannel 120, respectively, and then changes the temperature while changing the diffusion coefficient between the positive and negative ions. By measuring the current and voltage generated by the difference, the effect of temperature change on the diffusion of ions is analyzed.

상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 상기 베이스부(140) 상에 평평하게 위치한다. 상게 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 마이크로 크기인 것을 예로 들어 설명한다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)을 나노 크기나 그 외 다른 크기로 변경이 가능하다. 상기 제1미세채널(110)과 상기 제2미세채널(120)은 이격되도록 위치한다.The first microchannel 110 and the second microchannel 120 are positioned flat on the base unit 140 . The first microchannel 110 and the second microchannel 120 will be described as an example of a micro size. However, the present invention is not limited thereto, and the first microchannel 110 and the second microchannel 120 may be changed to a nano size or other size. The first microchannel 110 and the second microchannel 120 are positioned to be spaced apart.

상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 200μm의 폭(W), 10μm의 높이(H)를 갖는다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 100μm 내지 300μm 범위의 폭(W)과 5μm 내지 20μm 범위의 높이(H) 등의 다양한 크기를 가질 수 있다. 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 상기 폭이나 높이에 대하여 상대적으로 긴 길이를 가질 수 있다. 본 실시예에서 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 5mm의 길이(L)를 갖는다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)의 길이를 1mm 내지 20mm 등의 다양한 범위에서 변경 가능하다. 또한 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)은 서로 동일한 치수를 가지거나 또는 서로 다른 치수를 가질 수 있다.The first microchannel 110 and the second microchannel 120 have a width W of 200 μm and a height H of 10 μm. However, the present invention is not limited thereto, and the first microchannel 110 and the second microchannel 120 have various sizes such as a width W in a range of 100 μm to 300 μm and a height H in a range of 5 μm to 20 μm. can have The first microchannel 110 and the second microchannel 120 may have a relatively long length with respect to the width or height. In this embodiment, the first microchannel 110 and the second microchannel 120 have a length L of 5 mm. However, the present invention is not limited thereto, and the lengths of the first microchannel 110 and the second microchannel 120 may be changed in various ranges, such as 1 mm to 20 mm. Also, the first microchannel 110 and the second microchannel 120 may have the same dimensions or different dimensions.

상기 제1유체 및 상기 제2유체는 양이온과 음이온으로 분리되는 용질을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1유체와 상기 제2유체는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 제1유체와 상기 제2유체는 염화나트륨 수용액으로 동일한 것을 사용한다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1용액은 아세트산 칼륨 수용액이고, 상기 제2용액은 탈이온수일 수 있다. 그리고 본 실시예에서 상기 제1용액은 농도가 150mM인 것을 사용하고, 상기 제2용액은 농도가 15mM인 것을 사용한다.The first fluid and the second fluid may include a solute separated into a cation and an anion. In addition, the first fluid and the second fluid may be the same or different from each other. In this embodiment, the first fluid and the second fluid are the same as sodium chloride aqueous solution. However, the present invention is not limited thereto, and the first solution may be an aqueous potassium acetate solution, and the second solution may be deionized water. And in this embodiment, the first solution uses a concentration of 150 mM, and the second solution uses a concentration of 15 mM.

상기 연결채널(130)은 상기 베이스부(140) 상에 평평하게 위치한다. 그리고 상기 연결채널(130)은 상기 제1미세채널(110)과 상기 제2미세채널(120) 사이에 위치한다. 또한 상기 연결채널(130)은 상기 제1미세채널(110)과 상기 제2미세채널(120)을 연통하여, 상기 제1미세채널(110)로부터 유입되는 제1유체 또는 상기 제2미세채널(120)로부터 유입되는 상기 제2유체가 유동할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 상기 연결채널(130)은 하나로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 연결채널(130)이 복수개로 형성될 수도 있다. 또한 상기 연결채널(130)의 내부에는 하나 또는 복수개의 나노채널이 형성될 수 있다.The connection channel 130 is positioned flat on the base part 140 . In addition, the connection channel 130 is positioned between the first microchannel 110 and the second microchannel 120 . In addition, the connection channel 130 communicates with the first microchannel 110 and the second microchannel 120 , and the first fluid or the second microchannel ( 120) to allow the second fluid to flow. In this embodiment, the connection channel 130 is formed as one. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of connection channels 130 may be formed. In addition, one or a plurality of nanochannels may be formed inside the connection channel 130 .

상기 연결채널(130)은 나노입자가 포함된 용액 내부의 용매를 선택적으로 증발시켜 나노입자간의 자가조립 분리막(self-assembled particle membrane, SAPM)을 형성한다. 상기 연결채널(130)은 미세입자들이 적층되어 배열되고, 상기 미세입자들 사이에 공극이 형성되어 있는 다공성 구조를 갖는다.The connection channel 130 selectively evaporates the solvent in the solution containing the nanoparticles to form a self-assembled particle membrane (SAPM) between the nanoparticles. The connection channel 130 has a porous structure in which fine particles are stacked and arranged, and voids are formed between the fine particles.

상기 자가조립 분리막으로 형성되는 연결채널(130)은 상호 연결된 수많은 공극을 기반으로 상기 연결채널(130) 내부를 통해 물질 전달이 가능하고, 상기 공극은 국소면적에 집약된 상기 다발 형태의 나노채널의 형성을 가능하게 한다. 상기 다발 형태의 나노채널을 사용할 경우, 상기 나노채널을 통한 다량의 물질전달이 가능하기 때문에 상기 나노채널을 통한 물질의 확산과 같은 현상을 분석하고 관측하기 용이하다.The connection channel 130 formed of the self-assembled separator enables material transfer through the inside of the connection channel 130 based on numerous interconnected pores, and the pores are the bundle-shaped nanochannels concentrated in a local area. make it possible to form When using the bundle-shaped nanochannels, it is easy to analyze and observe a phenomenon such as diffusion of a material through the nanochannels because a large amount of mass can be transferred through the nanochannels.

이하에서는, 상기 연결채널(130)에 상기 자가조립 분리막을 형성하여, 상기 나노채널들이 형성되는 과정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a process in which the nanochannels are formed by forming the self-assembled separator on the connection channel 130 will be described in detail.

도 2 내지 3을 참조하면, 상기 연결채널(130)의 일 단부와 타 단부에 각각 연결되는 나노채널 형성용 미세채널들(110', 120')을 형성한다. 상기 나노채널 형성용 미세채널들(110', 120')은 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)과 동시에 제조될 수도 있고, 별도로 제조될 수도 있다.2 to 3 , microchannels 110 ′ and 120 ′ for forming nanochannels respectively connected to one end and the other end of the connection channel 130 are formed. The microchannels 110 ′ and 120 ′ for forming the nanochannel may be manufactured simultaneously with the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 , or may be separately manufactured. may be

상기 제1나노채널 형성용 미세채널(110')의 일 단부에는 제1주입구(110a')가 형성되어 있고, 상기 제2나노채널 형성용 미세채널(120')의 일 단부에는 제2주입구(120a')가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 상기 제1주입구(110a')를 통해서 상기 제1미세채널(110) 내를 유동하는 제1유체와 동일한 유체가 주입되고, 상기 제2주입구(120a')를 통해서 상기 제2미세채널(120) 내를 유동하는 제2유체와 동일한 유체가 주입되는 것을 예로 든다. 물론 상기 제1주입구(110a') 및 상기 제2주입구(120a')를 통해서 주입되는 유체의 종류는 변경이 가능하다.A first inlet 110a' is formed at one end of the microchannel 110' for forming the first nanochannel, and a second inlet (110a') is formed at one end of the microchannel 120' for forming the second nanochannel. 120a') is formed. In this embodiment, the same fluid as the first fluid flowing in the first microchannel 110 is injected through the first inlet 110a', and the second microchannel through the second inlet 120a'. For example, the same fluid as the second fluid flowing in the channel 120 is injected. Of course, the type of fluid injected through the first inlet (110a') and the second inlet (120a') can be changed.

먼저 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120), 상기 마이크로챔버(130), 제1나노채널 형성용 미세채널(110') 및 제2나노채널 형성용 미세채널(120')을 준비한다. 물론 상기 제1나노채널 형성용 미세채널(110')의 일 단부에는 제1주입구(110a')를 준비하고, 상기 제2나노채널 형성용 미세채널(120')의 일 단부에는 제2주입구(120a')를 형성한다. 상기 자가조립 분리막을 통하여 나노채널이 형성된 후에는 상기 제1주입구(110a') 및 상기 제2주입구(120a')는 폐쇄하거나 제거한다.First, the first microchannel 110, the second microchannel 120, the microchamber 130, the microchannel 110' for forming a first nanochannel, and the microchannel 120' for forming the second nanochannel ) to prepare Of course, at one end of the microchannel 110' for forming the first nanochannel, a first inlet 110a' is prepared, and at one end of the microchannel 120' for forming the second nanochannel, a second inlet ( 120a'). After the nanochannel is formed through the self-assembled separator, the first inlet 110a' and the second inlet 120a' are closed or removed.

먼저 상기 자가조립 분리막을 형성하기 위해서, 상기 미세입자가 포함된 분리막 형성 유체를 상기 제1주입구(110a') 또는 상기 제2주입구(120a')를 통해서 상기 마이크로챔버(130')에 주입한다. 이후 상기 미세입자가 포함된 분리막 형성 유체의 유입을 중단한 후 일정 시간이 경과하면 상기 마이크로챔버(130')에서 상기 미세입자들이 자가조립하면서 상기 자가조립 분리막이 생성된다. 상기 미세입자는 매트릭스 구조로 배열하면서 자가조립하고, 상기 분리막 형성용 유체는 상기 자가조립 분리막을 이루는 미세입자들 사이의 공극을 통하여 유출된다.First, in order to form the self-assembled separation membrane, the separation membrane forming fluid containing the fine particles is injected into the microchamber 130' through the first inlet 110a' or the second inlet 120a'. Thereafter, when a predetermined time elapses after stopping the flow of the separation membrane-forming fluid containing the fine particles, the fine particles are self-assembled in the microchamber 130 ′ to generate the self-assembled separation membrane. The fine particles are self-assembled while arranging in a matrix structure, and the fluid for forming the separation membrane flows out through the pores between the fine particles constituting the self-assembled separation membrane.

한편 상기 미세입자는 공극형성이 용이하도록 구형(Spherical shape)으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 미세입자는 140 나노미터(nm)의 직경을 가지는 나노입자를 예로 든다. 이론적으로, 상기 나노입자의 자가조립 현상을 이용한 분리막 내부의 공극크기는 구성된 상기 나노입자 크기의 15%(약 21mm)이다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 연결채널(130) 내부의 분리막을 구성하는 상기 나노입자의 크기를 100nm 내지 10,000nm의 직경을 갖도록 다양한 범위에서 변경이 가능하다. 물론 이에 따라 상기 분리막 내부의 공극크기도 변경될 수 있다. 또한, 상기 미세입자는, 인접하는 미세입자와의 사이에 형성되는 공극의 크기가 집적되는 미세입자 집적물의 크기보다 작도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 미세입자는 실리카(Silica), 카르복실화 미세입자(Carboxylated particle) 등을 적용할 수 있다. 나아가 상기 분리막 형성용 유체는, 취급이 용이한 물을 적용할 수 있으나, 이외 상기 자가조립 분리막의 구조에 영향을 미치는 벤젠(Benzene) 류를 제외한 증발 가능한 유체라면 모두 사용 가능함은 물론이다. 상기한 바와 같이 상기 마이크로챔버(130')에서 상기 자가조립 분리막이 형성되면, 블로잉(Blowing) 및 건조(Drying) 과정을 거쳐 마무리하여 상기 나노채널을 형성한다.On the other hand, the fine particles are preferably formed in a spherical shape to facilitate the formation of pores. In this embodiment, the microparticles include nanoparticles having a diameter of 140 nanometers (nm). Theoretically, the pore size inside the separator using the self-assembly phenomenon of the nanoparticles is 15% (about 21 mm) of the size of the configured nanoparticles. However, the present invention is not limited thereto, and the size of the nanoparticles constituting the separation membrane inside the connection channel 130 can be changed in various ranges so as to have a diameter of 100 nm to 10,000 nm. Of course, the size of the pores inside the separation membrane may also be changed accordingly. In addition, it is preferable that the fine particles are formed so that the size of the pores formed between the adjacent fine particles is smaller than the size of the integrated fine particles. And the fine particles may be applied to silica (Silica), carboxylated fine particles (Carboxylated particle), and the like. Furthermore, as the fluid for forming the separation membrane, water that is easy to handle can be applied, but any evaporable fluid other than benzene that affects the structure of the self-assembled membrane can be used, of course. As described above, when the self-assembled separator is formed in the microchamber 130', it is finished through blowing and drying processes to form the nanochannel.

상기 베이스부(140)는 유리로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 베이스부(140)의 소재를 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 베이스부(140) 상에는 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)이 위치되어 있다. 그리고 상기 베이스부(140) 하면에는 상기 온도 조절장치(160)가 배치되어 있다. 즉, 상기 베이스부(140)는 상기 온도 조절장치(160)로부터 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)에 열이 직접적으로 전달되지 않도록 하는 완충재로서 역할을 한다.The base portion 140 is formed of glass. However, the present invention is not limited thereto, and the material of the base unit 140 may be freely changed. The first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 are positioned on the base 140 . In addition, the temperature control device 160 is disposed on the lower surface of the base 140 . That is, the base unit 140 prevents heat from being directly transferred from the temperature control device 160 to the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 . It acts as a cushioning material.

상기 챔버(150)는 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)의 케이스와 같은 역할을 한다. 즉, 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)은 상기 챔버(150) 내부에 형성되어 있는 빈 공간에 형성된다. 상기 챔버(150)는 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)으로 형성된다. 물론 상기 챔버(150)의 소재는 얼마든지 변경이 가능하다.The chamber 150 serves as a case of the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 . That is, the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 are formed in an empty space formed inside the chamber 150 . The chamber 150 is formed of polydimethylsiloxane (PDMS). Of course, the material of the chamber 150 can be changed as much as possible.

도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치(100)의 연결채널(130)을 확대하여 나타낸 것이다. 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 연결채널(130)은 미세입자들이 자가조립(Self-assembled)에 의하여 적층 배열되면서 형성된 자가조립 분리막(SAPM; Self-assembled particle membrane)을 포함하여 형성된다. 상기 미세입자는 구형(Spherical shape)으로 형성된다. 그리고 상기 미세입자는 200nm 내지 1000nm의 직경을 갖도록 형성된다. 물론 상기 미세입자의 형태 및 크기는 변경이 가능하다. 본 실시예에서는 상기 미세입자들이 입방체 형태로 구조화된 것을 예로 들었지만 상기 미세입자들의 결합 구조는 얼마든지 변경이 가능하다.3A is an enlarged view of the connection channel 130 of the apparatus 100 for analyzing a nanochannel through temperature control according to an embodiment of the present invention. Referring to (a) of FIG. 3 , the connection channel 130 includes a self-assembled particle membrane (SAPM) in which fine particles are stacked and arranged by self-assembled. . The fine particles are formed in a spherical shape. And the fine particles are formed to have a diameter of 200nm to 1000nm. Of course, the shape and size of the fine particles can be changed. In this embodiment, although the example in which the microparticles are structured in a cubic shape is exemplified, the bonding structure of the microparticles can be changed as much as possible.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 온도 조절장치(160)는 상기 베이스부(140) 하면에 배치된다. 상기 온도 조절장치(160)는 제1온도 조절장치(161), 제2온도 조절장치(162) 및 제3온도 조절장치(163)를 포함한다. 상기 제1온도 조절장치(161)는 상기 제1미세채널(110) 하부에 배치된다. 상기 제2온도 조절장치(162)는 상기 제2미세채널(120) 하부에 배치된다. 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 연결채널(130) 하부에 배치된다. 상기 온도 조절장치(160)는 온도를 높이는 히팅뿐만 아니라 온도를 낮추는 냉각도 가능하다. 이렇게 함으로써 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)의 온도를 다양하게 변화시킬 수 있다.2 and 4 , the temperature control device 160 is disposed on a lower surface of the base unit 140 . The temperature control device 160 includes a first temperature control device 161 , a second temperature control device 162 , and a third temperature control device 163 . The first temperature control device 161 is disposed under the first microchannel 110 . The second temperature controller 162 is disposed under the second microchannel 120 . The third temperature control device 163 is disposed below the connection channel 130 . The temperature control device 160 is capable of not only heating to increase the temperature, but also cooling to decrease the temperature. By doing so, the temperatures of the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 may be variously changed.

상기 제1온도 조절장치(161), 상기 제2온도 조절장치(162) 및 상기 제3온도 조절장치(163)를 포함하는 상기 온도 조절장치(160)는 직사각형의 플레이트 형태를 갖는다. 다만 상기 제1온도 조절장치(161), 상기 제2온도 조절장치(162) 및 상기 제3온도 조절장치(163)는 밀착되어 있지 않고 서로 이격되도록 배치된다. 본 실시예에서 상기 제1온도 조절장치(161)는 "ㅏ" 형태이고, 상기 제2온도 조절장치(162)는 "ㅓ"형태이며, 상기 제3온도 조절장치(163)는 "Ⅰ" 형태이다. 즉, 상기 온도 조절장치(160)는 상기 제3온도 조절장치(163)를 중심으로 상기 제1온도 조절장치(161)와 상기 제2온도 조절장치(162)가 서로 대칭 형태를 갖는다. 이 때 상기 제3온도 조절장치(163)의 폭은 500μm로 형성된다. 이는 상기 연결채널(130)의 폭과 동일하다. 그리고 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 제1온도 조절장치(161) 및 상기 제2온도 조절장치(162)와 각각 300μm 이격되도록 배치되어 있다. 물론 상기 온도 조절장치(160)의 형태는 얼마든지 변경이 가능하다.The temperature controller 160 including the first temperature controller 161 , the second temperature controller 162 , and the third temperature controller 163 has a rectangular plate shape. However, the first temperature control device 161 , the second temperature control device 162 , and the third temperature control device 163 are not in close contact with each other and are disposed to be spaced apart from each other. In the present embodiment, the first temperature control device 161 is in the shape of "A", the second temperature control device 162 is in the shape of "ㅓ", and the third temperature control device 163 is in the shape of "I". am. That is, in the temperature control device 160 , the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 have a symmetrical shape with respect to the third temperature control device 163 . In this case, the width of the third temperature control device 163 is formed to be 500 μm. This is the same as the width of the connection channel 130 . In addition, the third temperature control device 163 is disposed to be spaced apart from each other by 300 μm from the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 . Of course, the shape of the temperature control device 160 can be changed as much as possible.

상기 제1온도 조절장치(161)는 상기 제1미세채널(161)의 온도를 조절하고, 상기 제2온도 조절장치(162)는 상기 제2미세채널(162)의 온도를 조절하며, 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 연결채널(130)의 온도를 조절하는 역할을 한다. 즉 각각의 온도 조절장치(160)는 개별적으로 제1미세채널(110), 제2미세채널(120) 및 연결채널(130)의 온도를 조절한다. 이는 (b)의 그래프를 통해서도 잘 나타난다. 상기 제1온도 조절장치(161)와 상기 제2온도 조절장치(162)는 온도가 20℃ 정도로 거의 일정하나 상기 제2온도 조절장치(163)는 상기 제1온도 조절장치(161)와 상기 제2온도 조절장치(162)보다 훨씬 더 높은 온도를 나타낸다.The first temperature controller 161 controls the temperature of the first microchannel 161, the second temperature controller 162 controls the temperature of the second microchannel 162, and 3 The temperature control device 163 serves to adjust the temperature of the connection channel (130). That is, each temperature controller 160 individually adjusts the temperature of the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 . This is also well shown through the graph of (b). The temperature of the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 is almost constant about 20° C., but the second temperature control device 163 has the first temperature control device 161 and the second temperature control device 163. 2 represents a much higher temperature than the temperature controller 162 .

본 실시예에서, 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 제1온도 조절장치(161) 및 상기 제2온도 조절장치(162)와 다른 온도를 갖는다. 그리고 상기 제1온도 조절장치(161) 및 상기 제2온도 조절장치(162)는 동일한 온도를 갖는 것을 예로 든다. 즉, 상기 제1온도 조절장치(161) 및 상기 제2온도 조절장치(162)는 20℃로 유지되고, 상기 제3온도 조절장치(163)는 5℃, 15℃, 25℃, 35℃ 중 어느 하나의 온도로 유지된다.In this embodiment, the third temperature controller 163 has a different temperature from that of the first temperature controller 161 and the second temperature controller 162 . In addition, the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 have the same temperature as an example. That is, the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 are maintained at 20°C, and the third temperature control device 163 is selected from among 5°C, 15°C, 25°C, and 35°C. maintained at any one temperature.

상기 제1온도 조절장치(161)는 상기 제1미세채널(110)보다 폭이 좁게 형성되고, 상기 제2온도 조절장치(162)는 상기 제2미세채널(120)보다 폭이 좁게 형성되며, 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 연결채널(130)과 폭이 동일하도록 형성된다. 물론 상기 제1온도 조절장치(161)는 상기 제1미세채널(110)과 폭이 동일하게 형성될 수 있고, 상기 제2온도 조절장치(162)는 상기 제2미세채널(120)과 폭이 동일하게 형성될 수 있으며, 상기 제3온도 조절장치(163)는 상기 연결채널(130)과 폭이 다르게 형성될 수 있다.The first temperature control device 161 is formed to be narrower than the first microchannel 110, and the second temperature control device 162 is formed to have a narrower width than the second microchannel 120, The third temperature control device 163 is formed to have the same width as the connection channel 130 . Of course, the first temperature control device 161 may be formed to have the same width as the first microchannel 110 , and the second temperature control device 162 may have the same width as the second microchannel 120 . It may be formed in the same manner, and the third temperature control device 163 may be formed to have a width different from that of the connection channel 130 .

상기 제1온도 조절장치(161), 상기 제2온도 조절장치(162) 및 상기 제3온도 조절장치(163)는 구리(Cu) 소재로 형성된다. 물론 상기 제1온도 조절장치(161), 상기 제2온도 조절장치(162) 및 상기 제3온도 조절장치(163)의 소재는 얼마든지 변경이 가능하다. 본 실시예에서 상기 제3온도 조절장치(163)는 500μm의 폭으로 형성되어, 폭 500μm, 높이 100μm로 형성되는 상기 자기조립 기반의 분리막 하부의 국소 부위의 온도 제어가 용이하도록 한다.The first temperature control device 161 , the second temperature control device 162 , and the third temperature control device 163 are formed of a copper (Cu) material. Of course, the materials of the first temperature control device 161, the second temperature control device 162, and the third temperature control device 163 can be freely changed. In this embodiment, the third temperature control device 163 is formed with a width of 500 μm, so that it is easy to control the temperature of a local area under the self-assembly-based separator formed with a width of 500 μm and a height of 100 μm.

도 5는 도 1에 따른 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치(100)의 온도 조절장치(160)의 온도를 조절한 상태에서 온도 분포 차이를 모식적으로 나타낸 것이다. 붉은색으로 표시된 것은 온도가 상대적으로 높은 것을 의미하고, 푸른색으로 표시된 것은 상대적으로 온도가 낮은 것을 의미한다. 이에 따르면 상기 제1온도 조절장치(161)와 상기 제2온도 조절장치(162)는 상기 제3온도 조절장치(163)에 비해 상대적으로 낮은 온도로 형성된다. 이렇게 함으로써 상기 연결채널(130)의 온도를 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120)의 온도보다 높게 유지할 수 있다. 물론 상기 제3온도 조절장치(163)의 온도를 상기 제1온도 조절장치(161) 및 상기 제2온도 조절장치(162)보다 낮게 유지함으로써 상기 연결채널(130)의 온도를 상기 제1미세채널(110) 및 상기 제2미세채널(120) 보다 낮게 유지할 수 있다. 즉, 상기 온도 조절장치(160)의 온도를 조절함으로써 상기 제1미세채널(110), 상기 제2미세채널(120) 및 상기 연결채널(130)의 온도를 조절할 수 있는 것이다. 상기 온도 조절장치(160)는 다양한 장치가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 TSD(temperature switching device)가 설치되어 있다.FIG. 5 schematically shows a temperature distribution difference in a state in which the temperature of the temperature control device 160 of the nanochannel analysis device 100 is controlled through temperature control according to FIG. 1 . Red indicates that the temperature is relatively high, and blue indicates that the temperature is relatively low. Accordingly, the first temperature control device 161 and the second temperature control device 162 are formed at a relatively lower temperature than the third temperature control device 163 . In this way, the temperature of the connection channel 130 may be maintained higher than that of the first microchannel 110 and the second microchannel 120 . Of course, by maintaining the temperature of the third temperature controller 163 lower than that of the first temperature controller 161 and the second temperature controller 162 , the temperature of the connection channel 130 is adjusted to the first microchannel. (110) and the second microchannel 120 may be kept lower. That is, the temperature of the first microchannel 110 , the second microchannel 120 , and the connection channel 130 can be controlled by adjusting the temperature of the temperature controller 160 . Various devices may be used as the temperature control device 160 , and in this embodiment, a temperature switching device (TSD) is installed.

도 6의 (a)는 상기 온도 조절장치(160)의 인가온도(TTSD)별 상기 연결채널(130)의 내부 온도(TNC)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 이에 따르면 상기 온도 조절장치(160)에의 인가온도와 상기 연결채널(130)의 내부 온도의 차이가 적은 것으로 볼 때 상기 온도 조절장치(160)에서 상기 연결채널(130) 내부로의 열 전달이 원활하게 진행되었음을 알 수 있다.6 (a) is a graph showing a simulation result of the internal temperature (T NC ) of the connection channel 130 for each applied temperature (T TSD ) of the temperature controller 160 . According to this, when the difference between the temperature applied to the temperature control device 160 and the internal temperature of the connection channel 130 is small, heat transfer from the temperature control device 160 to the inside of the connection channel 130 is smooth. It can be seen that progress has been made.

도 6의 (b)는 온도를 변화시키면서 전해질 용액을 통해 확산 계수 차이에 의해 발생된 전류 및 전압의 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 이에 따르면 동일한 농도 차의 전해질용액을 이용하더라도, 온도가 낮아지면 상기 연결채널(130)의 냉각에 따른 확산 계수 저하 및 유체 점도 증가로 인해 전류 및 전압이 감소하는 것을 알 수 있다.6 (b) is a graph showing the analysis results of the current and voltage generated by the difference in diffusion coefficient through the electrolyte solution while changing the temperature. According to this, even when the electrolyte solution of the same concentration difference is used, when the temperature is lowered, it can be seen that the current and voltage decrease due to a decrease in the diffusion coefficient and an increase in the fluid viscosity according to the cooling of the connection channel 130 .

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치
110: 제1미세채널
110': 나노채널 형성용 제1미세채널
110a': 제1미세유체 주입구
120: 제2미세채널
120': 나노채널 형성용 제2미세채널
120a': 제2미세유체 주입구
130: 연결채널
130': 마이크로챔버
140: 베이스부
150: 챔버
160: 온도 조절장치
161: 제1온도 조절장치
162: 제2온도 조절장치
163: 제3온도 조절장치100: Nanochannel analysis device through temperature control
110: first microchannel
110': first microchannel for forming nanochannels
110a': first microfluid inlet
120: second microchannel
120': second microchannel for forming nanochannels
120a': second microfluid inlet
130: connection channel
130': microchamber
140: base part
150: chamber
160: thermostat
161: first temperature control device
162: second temperature control device
163: third temperature control device

Claims (12)

베이스부;
상기 베이스부 상에 위치하고, 제1농도를 갖는 제1유체가 유동하는 제1미세채널;
상기 베이스부 상에 위치하고, 상기 제1미세채널과 이격되도록 위치하며, 상기 제1농도와 다른 제2농도를 갖는 제2유체가 유동하는 제2미세채널;
상기 베이스부 상에서 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널 사이에 위치하여, 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널을 연통하고, 내부에 하나 또는 복수개의 나노채널이 형성되는 연결채널; 및
상기 베이스부 하면에 배치되고, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 상태를 각각 조절하는 온도 조절장치를 포함하고,
상기 온도 조절장치를 이용하여, 상기 제1미세채널, 상기 나노채널 및 상기 제2미세채널의 온도 조건을 각각 변화시켜서 상기 나노채널 내의 유동 상태를 조절하는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.base part;
a first microchannel located on the base part and through which a first fluid having a first concentration flows;
a second microchannel located on the base part and spaced apart from the first microchannel through which a second fluid having a second concentration different from the first concentration flows;
a connection channel positioned between the first microchannel and the second microchannel on the base part to communicate the first microchannel and the second microchannel, and having one or a plurality of nanochannels formed therein; and
and a temperature control device disposed on the lower surface of the base and controlling temperature states of the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel, respectively;
adjusting the flow state in the nanochannel by changing temperature conditions of the first microchannel, the nanochannel, and the second microchannel by using the temperature control device,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 1에 있어서,
상기 온도 조절장치는,
직사각형의 플레이트 형태로 형성되는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.The method according to claim 1,
The temperature control device,
Formed in the form of a rectangular plate,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 1에 있어서,
상기 온도 조절장치는,
상기 제1미세채널 하부에 배치되는 제1온도 조절장치,
상기 제2미세채널 하부에 배치되는 제2온도 조절장치,
상기 나노채널 하부에 배치되는 제3온도 조절장치를 포함하는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.The method according to claim 1,
The temperature control device,
a first temperature control device disposed under the first microchannel;
a second temperature control device disposed under the second microchannel;
Including a third temperature control device disposed under the nano-channel,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제1온도 조절장치와 상기 제2온도 조절장치는,
상기 제1온도 조절장치와 좌우 방향으로 각각 동일하게 이격되어 배치되는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The first temperature control device and the second temperature control device,
Disposed equally spaced apart from the first temperature control device in the left and right directions,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제1온도 조절장치 및 상기 제2온도 조절장치는,
상기 제1온도 조절장치를 중심으로 좌우 대칭으로 형성되는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The first temperature control device and the second temperature control device,
formed symmetrically around the first temperature control device,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제1온도 조절장치 및 상기 제2온도 조절장치는,
양 단부보다 중간부의 폭이 더 넓되, 상기 중간부의 폭이 더 넓은 부분은 상기 제3온도 조절장치 방향으로 연장되어 있는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The first temperature control device and the second temperature control device,
The width of the middle part is wider than both ends, and the wider part of the middle part is extended in the direction of the third temperature controller,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제3온도 조절장치는,
양 단부보다 중간부의 폭이 더 좁되, 상기 중간부의 폭이 더 좁은 부분에는 상기 제1온도 조절장치 및 상기 제2온도 조절장치가 연장되어 인접하는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The third temperature control device,
The width of the middle part is narrower than both ends, and the first temperature control device and the second temperature control device are extended and adjacent to the part where the width of the middle part is narrower,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제3온도 조절장치는,
상기 연결채널과 폭이 동일하게 형성되는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The third temperature control device,
formed to be the same width as the connection channel,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 3에 있어서,
상기 제1온도 조절장치, 상기 제2온도 조절장치 및 상기 제3온도 조절장치는,
각각 독립적으로 온도 조절이 가능한,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.4. The method according to claim 3,
The first temperature control device, the second temperature control device, and the third temperature control device,
Each temperature can be controlled independently,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 1에 있어서,
상기 연결채널은,
미세입자들이 자가조립(Self-assembled)에 의하여 적층 배열되면서 형성된 자가조립 분리막(SAPM; Self-assembled particle membrane)을 포함하는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.The method according to claim 1,
The connection channel is
Containing a self-assembled particle membrane (SAPM) formed while the fine particles are stacked and arranged by self-assembled,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 10에 있어서,
상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널 사이에 위치하여, 상기 제1미세채널과 상기 제2미세채널을 연통하는 마이크로챔버를 더 포함하고,
상기 자가조립 분리막을 형성하기 위하여 상기 마이크로챔버에 유체를 공급할 수 있는 미세 채널들을 더 포함하되,
상기 미세채널들의 일 단부에는 유체를 주입할 수 있는 주입구가 형성되어 있는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.11. The method of claim 10,
and a microchamber positioned between the first microchannel and the second microchannel to communicate the first microchannel and the second microchannel;
Further comprising microchannels capable of supplying a fluid to the microchamber to form the self-assembled separation membrane,
An inlet through which a fluid can be injected is formed at one end of the microchannels,
Nanochannel analysis device through temperature control. 청구항 10에 있어서,
상기 나노채널은, 상기 미세입자들 사이의 공간으로 복수 개가 형성되는,
온도 조절을 통한 나노채널의 분석 장치.11. The method of claim 10,
The nanochannel is formed in a plurality of spaces between the microparticles,
Nanochannel analysis device through temperature control.
KR1020190128498A 2019-10-16 2019-10-16 Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature KR102283697B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128498A KR102283697B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128498A KR102283697B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210045128A KR20210045128A (en) 2021-04-26
KR102283697B1 true KR102283697B1 (en) 2021-07-30

Family

ID=75733746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190128498A KR102283697B1 (en) 2019-10-16 2019-10-16 Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102283697B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230030698A (en) 2021-08-25 2023-03-07 한국기계연구원 Microfluidic device being capable of initiating flow sequentially from multiple reservoirs
KR20230039798A (en) 2021-09-13 2023-03-22 한국기계연구원 Microfluidic device to merge fluids from multiple reservoirs sequentially
KR102571156B1 (en) * 2021-09-24 2023-08-24 울산과학기술원 Apparatus for generating a microfluidic concentration field and a method for fabricating the apparatus for generating the microfluidic concentration field, and an apparatus for fluid flow

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090248349A1 (en) * 2007-08-29 2009-10-01 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Microfluidic devices with integrated resistive heater electrodes including systems and methods for controlling and measuring the temperatures of such heater electrodes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101348655B1 (en) 2010-03-24 2014-01-08 한국전자통신연구원 Microfluid control device and method for manufacturing the same
KR101689741B1 (en) * 2014-12-23 2016-12-26 울산과학기술원 Manufacturing Method of self-assembled particle membrane and fine particle concentrator use of the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090248349A1 (en) * 2007-08-29 2009-10-01 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Microfluidic devices with integrated resistive heater electrodes including systems and methods for controlling and measuring the temperatures of such heater electrodes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HA, D. et al., ACS Nano 2019.10.10., vol. 13, pp. 12939-12948*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210045128A (en) 2021-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102283697B1 (en) Apparatus for analyzing nanochannel by controlling temperature
Um et al. Continuous generation of hydrogel beads and encapsulation of biological materials using a microfluidic droplet-merging channel
Stone et al. Microfluidics: basic issues, applications, and challenges
McFaul et al. Cell separation based on size and deformability using microfluidic funnel ratchets
US10563246B2 (en) Microfluidic device for production and collection of droplets of a fluid
Yap et al. Thermally mediated control of liquid microdroplets at a bifurcation
Vladisavljević et al. Industrial lab-on-a-chip: Design, applications and scale-up for drug discovery and delivery
US9422517B2 (en) Microscale and nanoscale structures for manipulating particles
Ellinas et al. Superhydrophobic, passive microvalves with controllable opening threshold: Exploiting plasma nanotextured microfluidics for a programmable flow switchboard
US20100294665A1 (en) Method and system for transferring and/or concentrating a sample
WO2013096643A1 (en) Methods and apparatuses for droplet mixing
Xu et al. Droplet coalescence in microfluidic systems
US11052391B2 (en) Reconfigurable microfluidic device and method of manufacturing the same
Khandelwal et al. Self-assembled microtubular electrodes for on-chip low-voltage electrophoretic manipulation of charged particles and macromolecules
Shoji et al. Flow control methods and devices in micrometer scale channels
KR101871887B1 (en) Active fluidic diode using asymmetric ion concentration polarization layer
Tottori et al. Nanoparticle separation through deterministic lateral displacement arrays in poly (dimethylsiloxane)
WO2003072227A1 (en) Fluidics systems including magnetic or electric fields and methods of using the same
Kim et al. Advancing liquid front shape control in capillary filling of microchannel via arrangement of microposts for microfluidic biomedical Sensors
CN107614421A (en) Micro Fluid Transfer
KR101091988B1 (en) PCR chamber chip and method for manufacturing PCR chamber chip
KR102571156B1 (en) Apparatus for generating a microfluidic concentration field and a method for fabricating the apparatus for generating the microfluidic concentration field, and an apparatus for fluid flow
허건 Experimental Investigation of Electrokinetic Response near Perm-selective Membrane with Microstructures
WO2015092611A1 (en) Device for controlling the flow of a liquid
US20220072540A1 (en) Microfluidic devices

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant