KR102341588B1 - Device for controlling microfluidic and method for controlling microfluidic using the same - Google Patents
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Abstract
본 출원은 미세 유체 조절 장치 및 이를 이용한 미세 유체 조절 방법에 관한 것으로, 본 출원의 미세 유체 조절 장치 및 이를 이용한 미세 유체 조절 방법에 의하면, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.The present application relates to a microfluidic control device and a microfluid control method using the same, and according to the microfluidic control device and the microfluid control method using the same of the present application, it is possible to precisely control the amount of fluid and, thereby, a health supplement and biopharmaceuticals can improve productivity.
Description
본 출원은 미세 유체 조절 장치 및 이를 이용한 미세 유체 조절 방법에 관한 것이다.The present application relates to a microfluid control device and a microfluid control method using the same.
의학 기술의 발달로 노령 인구가 증가함에 따라 건강보조식품과 바이오 의약품 시장은 나날이 증가하고 있다. 이에 따라 정밀한 유체 제어 기술이 요구되고 있다. As the elderly population increases due to the development of medical technology, the market for health supplements and biopharmaceuticals is increasing day by day. Accordingly, precise fluid control technology is required.
연속적인 유량 제어를 위하여 미세 유체 채널을 활용하는 것이 가능하지만, 불연속적인 미세 유체의 제어는 여전히 복잡한 장치를 필요로 한다. 따라서, 제품의 생산성을 향상시키기 위하여 제품 생산이 빠르고 간편한 장치가 요구되고 있다.Although it is possible to utilize microfluidic channels for continuous flow control, the control of discontinuous microfluidics still requires complex devices. Therefore, in order to improve the productivity of the product, there is a demand for a device that is quick and easy to produce a product.
본 출원의 과제는 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 미세 유체 조절 장치 및 이를 이용한 미세 유체 조절 방법을 제공하는 것이다.An object of the present application is to provide a microfluid control device capable of precisely controlling the amount of fluid, thereby improving product productivity, and a microfluid control method using the same.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 출원의 미세 유체 조절 장치는 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치되는 제 1 평판과 제 2 평판; 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 마련되는 공간부; 및 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제 1 평판은 상기 공간부와 유체 이동 가능하게 연결된 유동채널을 구비한다.In order to solve the above problems, the microfluidic control device of the present application includes: a first plate and a second plate disposed to face each other at regular intervals to be parallel to each other; a space portion provided between the first plate and the second plate; and a controller configured to control a distance between the first plate and the second plate while maintaining a parallel state between the first plate and the second plate, wherein the first plate is fluidly connected to the space part A flow channel is provided.
또한, 상기 유동채널을 통해 공간부로 유체가 이송될 때, 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리를 형성할 수 있다.In addition, when the fluid is transferred to the space portion through the flow channel, a fluid bridge connecting the first plate and the second plate may be formed.
또한, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 존재하는 유체의 양은 50 mL 내지 (1011-5) pL이며, 제 2 평판 상에 존재하는 유체의 양은 0.5 pL 내지 50 mL일 수 있다.In addition, the amount of fluid transferred to the space is 100 mL, and when the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space, the amount of fluid present on the first plate is 50 mL to (10 11 -5) pL and the amount of fluid present on the second plate may be 0.5 pL to 50 mL.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 최소 10 ㎛ 내지 100 ㎛로 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the distance between the first plate and the second plate to be at least 10 μm to 100 μm.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 최대 50 mm 내지 100 mm로 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the distance between the first plate and the second plate to a maximum of 50 mm to 100 mm.
또한, 상기 유동채널은 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부에 존재하는 유체를 흡입하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the flow channel may further include sucking the fluid existing in the space between the first plate and the second plate.
또한, 상기 제 2 평판은 제 1 평판을 향해 돌출되고, 제 1 평판 측으로 갈수록 직경이 선형적으로 작아지는 돌출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the second flat plate may further include a protrusion that protrudes toward the first flat plate and has a diameter linearly smaller toward the first flat plate.
또한, 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면이 상기 제 2 평판과 가장 인접하여 위치할 수 있다.In addition, the protrusion may be positioned so that the side having the smallest diameter is closest to the second flat plate.
또한, 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면의 직경이 10 ㎛ 내지 2 mm 일 수 있다.In addition, the protrusion may have a diameter of 10 μm to 2 mm on a surface having the smallest diameter.
또한, 상기 돌출부에 접촉된 유체의 접촉각은 0˚ 내지 90˚일 수 있다.In addition, the contact angle of the fluid in contact with the protrusion may be 0˚ to 90˚.
또한, 본 출원의 미세 유체 조절 방법은 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하는 미세 유체 조절 방법에 관한 것으로, 제 1 평판과 제 2 평판을 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치하는 단계; 상기 제 1 평판은 유동채널을 구비하고, 상기 유동채널을 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부로 유체를 이송하는 단계; 및 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 단계를 포함한다.In addition, the microfluid control method of the present application relates to a microfluid control method using the microfluidic control device, comprising: disposing a first plate and a second plate to face each other at regular intervals to be parallel to each other; the first plate having a flow channel, and transferring the fluid to a space between the first plate and the second plate through the flow channel; and controlling a distance between the first and second plates while maintaining a parallel state between the first and second plates.
또한, 상기 공간부에 이송되는 유체의 양은 50 nL 내지 100 mL일 수 있다.In addition, the amount of fluid transferred to the space may be 50 nL to 100 mL.
또한, 상기 제어하는 단계는 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체다리가 분리될 때, 상기 제 1 평판 상에 50 mL 내지 (1011-5) pL의 양으로 유체를 조절하고, 제 2 평판 상에 0.5 pL 내지 50 mL의 양으로 유체를 조절할 수 있다.In addition, in the controlling step, when the amount of the fluid transferred to the space is 100 mL, and the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space, 50 mL to (10 11 -5) on the first plate The fluid may be conditioned in an amount of pL, and the fluid may be conditioned in an amount of 0.5 pL to 50 mL on the second plate.
또한, 상기 흡입하는 단계는 상기 제 2 평판 상에 존재하는 유체를 흡입하는 것일 수 있다.In addition, the sucking may be sucking the fluid existing on the second plate.
또한, 본 출원의 건강보조식품은 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조된다.In addition, the health supplement of the present application is manufactured using the microfluidic control device.
또한, 본 출원의 바이오 의약품은 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조된다.In addition, the biopharmaceutical of the present application is manufactured using the microfluidic control device.
본 출원의 미세 유체 조절 장치 및 이를 이용한 미세 유체 조절 방법에 의하면, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the microfluid control apparatus of the present application and the microfluid control method using the same, the amount of fluid can be precisely controlled, thereby improving the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다.1 is a view showing a microfluidic control device according to an embodiment of the present application.
2 is a view exemplarily illustrating a process of precisely controlling the amount of fluid using the microfluid control device according to an embodiment of the present application.
3 is a view exemplarily illustrating a process of precisely controlling an amount of a fluid using a microfluid control device according to another embodiment of the present application.
4 is a view exemplarily illustrating a process of precisely adjusting the amount of fluid using the microfluid control device according to another embodiment of the present application.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 출원의 미세 유체 조절 장치를 설명하며, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 미세 유체 조절 장치가 첨부된 도면에 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the microfluidic control device of the present application will be described with reference to the accompanying drawings, and the accompanying drawings are illustrative, and the microfluidic control device of the present application is not limited thereto.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 미세 유체 조절 장치는 제 1 평판(100)과 제 2 평판(200), 공간부(300) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 상기 제 1 평판은 유동채널(110)을 구비한다. 본 출원의 미세 유체 조절 장치는 상기 제어부를 포함함으로써, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 1 is a view showing a microfluidic control device according to an embodiment of the present application. As shown in FIG. 1 , the microfluidic control device of the present application includes a first
상기 제 1 평판과 제 2 평판은 표면이 평평한 판을 의미하며, 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치된다. 예를 들어, 상기 제 1 평판은 하부에 배치되고, 상기 제 2 평판은 상부에 배치될 수 있다.The first plate and the second plate refer to plates having flat surfaces, and are disposed to face each other at regular intervals so as to be parallel to each other. For example, the first flat plate may be disposed on a lower portion, and the second flat plate may be disposed on an upper portion.
본 명세서에서 용어 평행을 사용하는 경우, 이는 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 평행은 약 ±15°이내의 오차, 약 ±10°이내의 오차 또는 약 ±5°이내의 오차를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 평판과 제 2 평판이 이루는 각도가 0°±15˚, 0°±10˚ 또는 0°±5˚일 수 있다.When the term parallel is used in the present specification, it means substantially parallel in a range that does not impair the desired effect, and includes, for example, errors in consideration of manufacturing errors or variations. . For example, the parallelism may include an error within about ±15°, an error within about ±10°, or an error within about ±5°. Specifically, the angle between the first plate and the second plate may be 0°±15˚, 0°±10˚, or 0°±5˚.
상기 공간부는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 마련된 부분으로서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 유체를 이송하여 유체 다리를 형성할 수 있다.The space portion is a portion provided between the first and second flat plates, and may form a fluid bridge by transferring a fluid between the first and second flat plates.
상기 유동채널은 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부에 유체를 이송하기 위한 장치로서, 상기 공간부와 유체 이동 가능하게 연결된다. The flow channel is a device for transferring a fluid to a space between the first plate and the second plate, and is movably connected to the space.
하나의 예시에서, 상기 유동채널을 통해 공간부로 유체가 이송될 때, 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리(1)를 형성할 수 있다.In one example, when the fluid is transferred to the space portion through the flow channel, a
예를 들어, 상기 유동채널을 통해 공간부로 유체가 이송될 때, 유체다리를 형성하는 유체의 양은 50 nL 내지 100 mL일 수 있고, 구체적으로 500 nL 내지 10 mL, 5 μL 내지 1 mL 또는 50 μL 내지 100 μL일 수 있다. 상기 공간부에 유체의 양을 전술한 범위로 이송함으로써 유체다리를 형성할 수 있고, 후술하는 제어부를 통해 유체다리를 분리하여 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.For example, when the fluid is transferred to the space through the flow channel, the amount of the fluid forming the fluid bridge may be 50 nL to 100 mL, specifically 500 nL to 10 mL, 5 μL to 1 mL, or 50 μL to 100 μL. A fluid bridge can be formed by transferring the amount of fluid to the space in the above-mentioned range, and the amount of fluid can be precisely controlled by separating the fluid bridge through a control unit to be described later, which results in health supplements and biopharmaceuticals Productivity can be improved, such as
상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 존재하는 유체의 양은 상기 공간부에 이송된 유체의 양에서 상기 제 2 평판 상에 존재하는 유체의 양을 제외한 나머지일 수 있다. When the distance between the space part is increased and the fluid bridge is separated, the amount of fluid present on the first plate may be the remainder minus the amount of fluid present on the second plate from the amount of fluid transferred to the space part have.
하나의 예시에서, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 존재하는 유체의 양은 50 mL 내지 (1011-5) pL이며, 제 2 평판 상에 존재하는 유체의 양은 0.5 pL 내지 50 mL일 수 있다. 구체적으로, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 존재하는 유체의 양은 60 mL 내지 90 mL 또는 70 mL 내지 80 mL일 수 있다. 또한, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 2 평판 상에 존재하는 유체의 양은 10 mL 내지 40 mL 또는 20 mL 내지 30 mL일 수 있다. 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 전술한 범위로 제어함으로써, 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In one example, the amount of fluid transferred to the space is 100 mL, and when the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space, the amount of fluid present on the first plate is 50 mL to (10 11 - 5) pL, and the amount of fluid present on the second plate may be 0.5 pL to 50 mL. Specifically, the amount of fluid transferred to the space is 100 mL, and when the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space, the amount of fluid present on the first plate is 60 mL to 90 mL or 70 mL to It may be 80 mL. In addition, when the amount of fluid transferred to the space part is 100 mL, and the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space part, the amount of fluid present on the second plate is 10 mL to 40 mL or 20 mL to 30 mL. By controlling the amount of fluid present in each of the first plate and the second plate within the above-described range when the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space portion, productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals is improved can do it
상기 제어부는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 부분으로서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어한다. 구체적으로, 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어한다는 것은 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 특정 수치로 제어하는 경우에도 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키는 것을 의미한다. 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 표면의 접촉각에 따라 특정 위치에서 상기 유체 다리를 분리할 수 있으므로, 상기 제 1 평판과 제 2 평판에 잔류하는 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.The control unit is a part that controls the distance between the first plate and the second plate, and while maintaining the parallel state of the first plate and the second plate, the distance between the first plate and the second plate is controlled. . Specifically, controlling the distance between the first plate and the second plate while maintaining the parallel state of the first plate and the second plate means controlling the gap between the first plate and the second plate to a specific value. It means maintaining the parallel state of the first plate and the second plate even in this case. By controlling the distance between the first plate and the second plate while maintaining the parallel state of the first plate and the second plate, the fluid bridge at a specific position according to the contact angle between the first plate and the second plate surface can be separated, it is possible to precisely control the amount of fluid remaining in the first plate and the second plate.
하나의 예시에서, 상기 제어부는 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 최소 10 ㎛ 내지 100 ㎛로 제어할 수 있고, 구체적으로, 20 ㎛ 내지 90 ㎛, 30 ㎛ 내지 80 ㎛, 40 ㎛ 내지 70 ㎛ 또는 50 ㎛ 내지 60 ㎛로 제어할 수 있다. 상기 제어부는 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 최소 간격이 전술한 범위를 만족함으로써, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이를 연결하는 유체다리를 형성할 수 있다.In one example, the control unit may control the distance between the first plate and the second plate to be at least 10 µm to 100 µm, specifically, 20 µm to 90 µm, 30 µm to 80 µm, 40 µm to 70 µm ㎛ or 50 ㎛ to 60 ㎛ can be controlled. The control unit may form a fluid bridge connecting the first plate and the second plate by the minimum distance between the first plate and the second plate satisfying the above-described range.
또 하나의 예시에서, 상기 제어부는 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 최대 50 mm 내지 100 mm로 제어할 수 있고, 구체적으로, 60 mm 내지 90 mm 또는 70 mm 내지 80 mm로 제어할 수 있다. 상기 제어부는 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 최대 간격이 전술한 범위를 만족함으로써, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 형성된 유체다리를 분리하여 상기 제 1 평판 및 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In another example, the control unit can control the distance between the first plate and the second plate to a maximum of 50 mm to 100 mm, specifically, can be controlled to 60 mm to 90 mm or 70 mm to 80 mm. have. The control unit separates the fluid bridge formed between the first plate and the second plate by satisfying the maximum distance between the first plate and the second plate in the above-mentioned range, and is present in each of the first plate and the second plate. The amount of fluid can be precisely controlled, which can improve the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 평판(100)과 제 2 평판(200) 사이의 간격을 증가시키면 상기 제 1 평판 및 제 2 평판 각각에 접촉된 유체의 접촉 부분의 접촉각이 작아지므로, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격이 특정 한계치를 초과하면 유체다리(1)가 분리되어 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.2 is a view exemplarily illustrating a process of precisely controlling the amount of fluid using the microfluid control device according to an embodiment of the present application. As shown in FIG. 2 , if the distance between the
상기 유동채널은 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부에 존재하는 유체를 흡입하는 것을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 유동채널을 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 유체를 이송할 수 있고, 이송된 유체를 상기 유동채널을 통해 흡입할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 유체의 흡입은 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 증가 시킴과 동시에 수행될 수 있다. 상기 유동채널을 통해 유체를 흡입함으로써, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 형성된 유체다리를 분리하여 상기 제 1 평판 및 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.The flow channel may further include sucking the fluid present in the space between the first plate and the second plate. Specifically, the fluid may be transferred between the first plate and the second plate through the flow channel, and the transferred fluid may be sucked through the flow channel. More specifically, the suction of the fluid may be performed while increasing the distance between the first plate and the second plate. By sucking the fluid through the flow channel, the fluid bridge formed between the first plate and the second plate can be separated to precisely control the amount of fluid present in each of the first plate and the second plate. It can improve the productivity of products such as dietary supplements and biopharmaceuticals.
도 3은 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 평판(100)과 제 2 평판(200) 사이에 유체다리를 형성한 후, 유동채널(110)을 통해 상기 유체를 흡입함으로써, 상기 제 1 평판 및 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 접촉 부분의 접촉각이 작아지므로, 유체다리가 분리되어 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.3 is a view exemplarily illustrating a process of precisely controlling an amount of a fluid using a microfluid control device according to another embodiment of the present application. 3, after forming a fluid bridge between the
상기 미세 유체 조절 장치는 상기 제 2 평판에 돌출부를 더 포함할 수 있다. 상기 돌출부는 제 1 평판을 향해 돌출되고, 제 1 평판 측으로 갈수록 직경이 선형적으로 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. The microfluidic control device may further include a protrusion on the second plate. The protrusion may protrude toward the first plate and linearly decrease in diameter toward the first plate. For example, the protrusion may have a trapezoidal shape.
도 4는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치를 이용하여 유체의 양을 정밀하게 조절하는 과정을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 또 다른 일 실시예에 따른 미세 유체 조절 장치는 제 2 평판에 돌출부(210)를 더 포함할 수 있다. 상기 미세 유체 조절 장치는 제 2 평판에 전술한 구조의 돌출부를 더 포함함으로써, 상기 돌출부의 면적 이하로 유체다리의 접촉면이 결정되므로 유체다리의 유체 양을 정밀하게 조절할 수 있다. 상기 돌출부는 다양한 크기의 돌출부를 이용하여 유체의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.4 is a view exemplarily illustrating a process of precisely controlling an amount of a fluid using a microfluid control apparatus according to another embodiment of the present application. As shown in FIG. 4 , the microfluidic control device according to another embodiment of the present application may further include a
예를 들어, 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면이 상기 제 2 평판과 가장 인접하여 위치할 수 있다. 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면이 상기 제 2 평판과 가장 인접하여 위치함으로써, 상기 돌출부의 직경이 가장 작은 면 이하로 유체 다리의 접촉면이 결정되므로, 유체의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.For example, the surface of the protrusion having the smallest diameter may be positioned closest to the second flat plate. Since the surface of the protrusion with the smallest diameter is located closest to the second plate, the contact surface of the fluid bridge is determined to be less than or equal to the face with the smallest diameter of the protrusion, so that the amount of fluid can be more precisely controlled, This can improve the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals.
하나의 예시에서, 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면의 직경이 10 ㎛ 내지 2 mm일 수 있다. 구체적으로, 상기 돌출부의 직경이 가장 작은 면의 직경의 하한은 50 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이상, 200 ㎛ 이상 또는 300 ㎛ 이상일 수 있고, 상기 돌출부의 직경이 가장 작은 면의 직경의 상한은 1 mm 이하, 500 ㎛ 이하 또는 400 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 돌출부의 직경이 가장 작은 면의 직경은 상기 돌출부에 포함된 면 중 직경이 가장 작은 직경을 가지는 면을 의미한다. 상기 돌출부는 직경이 가장 작은 면의 직경이 전술한 범위를 만족함으로써, 상기 돌출부의 직경이 가장 작은 면 이하로 유체 다리의 접촉면이 결정되므로, 유체의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In one example, the protrusion may have a diameter of 10 μm to 2 mm on a surface having the smallest diameter. Specifically, the lower limit of the diameter of the surface with the smallest diameter of the protrusion may be 50 μm or more, 100 μm or more, 200 μm or more, or 300 μm or more, and the upper limit of the diameter of the surface having the smallest diameter of the protrusion is 1 mm or less , 500 μm or less or 400 μm or less. The diameter of the surface having the smallest diameter of the protrusion means a surface having the smallest diameter among surfaces included in the protrusion. Since the diameter of the side with the smallest diameter of the protrusion satisfies the above-mentioned range, the contact surface of the fluid bridge is determined to be less than or equal to the face with the smallest diameter of the protrusion, so that the amount of fluid can be more precisely controlled, which leads to health It can improve the productivity of products such as supplements and biopharmaceuticals.
또 하나의 예시에서, 상기 돌출부에 접촉된 유체의 접촉각은 0° 내지 90°일 수 있고, 구체적으로, 10° 내지 80°, 20˚ 내지 70°, 30˚ 내지 60° 또는 40° 내지 50°일 수 있다. 상기 돌출부에 접촉된 유체의 접촉각이 전술한 범위를 만족함으로써, 유체의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In another example, the contact angle of the fluid in contact with the protrusion may be 0 ° to 90 °, specifically, 10 ° to 80 °, 20 ° to 70 °, 30 ° to 60 ° or 40 ° to 50 ° can be Since the contact angle of the fluid in contact with the protrusion satisfies the above-described range, the amount of the fluid can be more precisely controlled, thereby improving the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals.
본 출원은 또한, 미세 유체 조절 방법에 관한 것이다. 상기 미세 유체 조절 방법은 전술한 미세 유체 조절 장치를 이용하여 미세 유체를 조절하는 방법에 관한 것으로, 후술하는 미세 유체 조절 방법에 대한 구체적인 사항은 상기 미세 유체 조절 장치에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로, 이를 생략하기로 한다.The present application also relates to a microfluidic control method. The microfluidic control method relates to a method of controlling a microfluid using the aforementioned microfluidic control device, and the details of the microfluidic control method to be described later are the same as those described in the microfluidic control device. Therefore, we will omit it.
본 출원의 미세 유체 조절 방법은 대향 배치하는 단계, 이송하는 단계 및 제어하는 단계를 포함한다.The microfluid control method of the present application includes the steps of opposingly disposing, transferring, and controlling.
상기 대향 배치하는 단계는 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 공간을 형성하는 단계로서, 제 1 평판과 제 2 평판을 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치한다. 상기 제 1 평판과 제 2 평판을 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치함으로써, 후술하는 이송하는 단계를 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 이송되는 유체의 양을 후술하는 제어하는 단계를 통해 정밀하게 조절할 수 있고, 이로 인해 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.The opposing disposition is a step of forming a space between the first plate and the second plate, and the first plate and the second plate are arranged to face each other at regular intervals so as to be parallel to each other. By disposing the first plate and the second plate to face each other at regular intervals to be parallel to each other, the amount of fluid transferred between the first plate and the second plate is controlled later through the transferring step to be described later. It can be controlled to increase the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals.
상기 이송하는 단계는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 유체를 이송하는 단계로서, 상기 제 1 평판은 유동채널을 구비하고, 상기 유동채널을 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부로 유체를 이송한다. 상기 유동채널을 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부로 유체를 이송함으로써, 유체다리를 형성할 수 있다.The transferring is a step of transferring the fluid between the first plate and the second plate, wherein the first plate has a flow channel, and through the flow channel to a space between the first plate and the second plate transport fluid. A fluid bridge may be formed by transferring the fluid to the space between the first plate and the second plate through the flow channel.
하나의 예시에서, 상기 공간부에 이송되는 유체의 양은 50 nL 내지 100 mL일 수 있고, 구체적으로 500 nL 내지 10 mL, 5 μL 내지 1 mL 또는 50 μL 내지 100 μL일 수 있다. 상기 공간부에 전술한 범위의 양으로 유체를 이송함으로써, 유체다리를 형성할 수 있다.In one example, the amount of fluid transferred to the space portion may be 50 nL to 100 mL, specifically 500 nL to 10 mL, 5 μL to 1 mL, or 50 μL to 100 μL. By transferring the fluid in the amount in the above-described range to the space portion, it is possible to form a fluid bridge.
상기 제어하는 단계는 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 단계로서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어한다. 상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어함으로써, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 각각의 표면에 대한 유체다리의 접촉각이 고정된 상태에서 상기 유체다리를 분리할 수 있으므로, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.The controlling is a step of controlling the distance between the first plate and the second plate, and controlling the gap between the first plate and the second plate while maintaining the parallel state of the first plate and the second plate. do. By controlling the distance between the first plate and the second plate while maintaining the parallel state of the first plate and the second plate, the contact angle of the fluid bridge with respect to the surface of each of the first plate and the second plate is fixed. Since the fluid bridge can be separated in the state, the amount of fluid can be precisely controlled.
하나의 예시에서, 상기 제어하는 단계는 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 50 mL 내지 (1011-5) pL의 양으로 유체를 조절하며, 제 2 평판 상에 0.5 pL 내지 50 mL의 양으로 유체를 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 1 평판 상에 존재하는 유체의 양은 60 mL 내지 90 mL 또는 70 mL 내지 80 mL일 수 있다. 또한, 상기 공간부에 이송된 유체의 양이 100 mL이고, 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 제 2 평판 상에 존재하는 유체의 양은 10 mL 내지 40 mL 또는 20 mL 내지 30 mL일 수 있다. 상기 공간부의 간격이 증가되어 유체 다리가 분리될 때, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 전술한 범위로 조절함으로써, 건강보조식품과 바이오 의약품과 같은 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.In one example, in the controlling step, when the amount of fluid transferred to the space is 100 mL, and the distance of the space is increased to separate the fluid bridge, 50 mL to (10 11 - 5) Adjust the fluid in an amount of pL, and adjust the fluid in an amount of 0.5 pL to 50 mL on the second plate. Specifically, the amount of fluid transferred to the space is 100 mL, and when the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space, the amount of fluid present on the first plate is 60 mL to 90 mL or 70 mL to It may be 80 mL. In addition, when the amount of fluid transferred to the space part is 100 mL, and the fluid bridge is separated by increasing the spacing of the space part, the amount of fluid present on the second plate is 10 mL to 40 mL or 20 mL to 30 mL. When the distance between the space part is increased and the fluid bridge is separated, the productivity of products such as health supplements and biopharmaceuticals is improved by adjusting the amount of fluid present in each of the first plate and the second plate to the above-mentioned range. can do it
하나의 예시에서, 상기 미세 유체 조절 방법은 상기 공간부에 이송된 유체를 흡입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입하는 단계는 상기 제어하는 단계와 동시에 수행될 수 있다. 구체적인 흡입하는 단계에 대한 내용은 상기 유동 채널에서 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로 이를 생략하기로 한다.In one example, the microfluid control method may further include sucking the fluid transferred to the space part. The step of inhaling may be performed simultaneously with the step of controlling. Details of the specific suction step will be omitted because the above-described contents may be equally applied to the flow channel.
본 출원은 또한, 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조된 건강보조식품에 관한 것이다. 본 출원의 건강보조식품은 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조됨으로써, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있으므로 제품의 생산성이 우수할 수 있다.The present application also relates to a health supplement manufactured using the microfluidic control device. Since the health supplement of the present application is manufactured using the microfluidic control device, the amount of fluid can be precisely controlled, product productivity can be excellent.
본 출원은 또한, 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조된 바이오 의약품에 관한 것이다. 본 출원의 바이오 의약품은 상기 미세 유체 조절 장치를 이용하여 제조됨으로써, 유체의 양을 정밀하게 조절할 수 있으므로 제품의 생산성이 우수할 수 있다.The present application also relates to a biopharmaceutical manufactured using the microfluidic control device. Since the biopharmaceutical of the present application is manufactured using the microfluidic control device, the amount of fluid can be precisely controlled, product productivity can be excellent.
1: 유체다리
100: 제 1 평판
110: 유동채널
200: 제 2 평판
210: 돌출부
300: 공간부1: fluid bridge
100: 1st reputation
110: flow channel
200: 2nd reputation
210: protrusion
300: space part
Claims (16)
상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이에 마련되는 공간부; 및
상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제 1 평판은 상기 공간부와 유체 이동 가능하게 연결된 유동채널을 구비하며,
상기 유동채널을 통해 공간부로 유체가 이송될 때, 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리를 형성하고, 상기 이송된 유체를 흡입하여 상기 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리를 분리한 후 상기 제 1 평판과 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 조절하는 미세 유체 조절 장치.a first plate and a second plate disposed to face each other at regular intervals so as to be parallel to each other;
a space portion provided between the first plate and the second plate; and
and a control unit for controlling an interval between the first and second plates while maintaining a parallel state between the first and second plates,
The first flat plate is provided with a flow channel connected to the space to be movably fluid,
When the fluid is transferred to the space part through the flow channel, a fluid bridge connecting the first plate and the second plate is formed, and the fluid bridge connecting the first plate and the second plate by sucking the transferred fluid A microfluidic control device for controlling the amount of fluid present in each of the first and second plates after separation.
제 1 평판과 제 2 평판을 서로 평행하도록 일정 간격으로 대향 배치하는 단계;
상기 제 1 평판은 유동채널을 구비하고, 상기 유동채널을 통해 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 공간부로 유체를 이송하는 단계;
상기 제 1 평판과 제 2 평판의 평행한 상태를 유지시키면서, 상기 제 1 평판과 제 2 평판 사이의 간격을 제어하는 단계; 및
상기 공간부에 이송된 유체를 흡입하는 단계를 포함하고,
상기 이송하는 단계에서 상기 유동채널을 통해 공간부로 유체가 이송될 때, 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리를 형성하며, 상기 흡입하는 단계에서 상기 이송된 유체를 흡입하여 상기 제 1 평판과 제 2 평판을 연결하는 유체다리를 분리한 후 상기 제 1 평판과 제 2 평판 각각에 존재하는 유체의 양을 조절하는 미세 유체 조절 방법.To a microfluid control method using the microfluid control device according to claim 1,
disposing the first plate and the second plate to face each other at regular intervals so as to be parallel to each other;
the first plate having a flow channel, and transferring the fluid to a space between the first plate and the second plate through the flow channel;
controlling a distance between the first and second plates while maintaining a parallel state between the first and second plates; and
Including the step of sucking the fluid transferred to the space,
When the fluid is transferred to the space portion through the flow channel in the transferring step, a fluid bridge connecting the first plate and the second plate is formed, and in the sucking step, the transferred fluid is sucked to the first plate A microfluid control method for controlling the amount of fluid present in each of the first plate and the second plate after separating the fluid bridge connecting the second plate and the second plate.
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|---|---|---|---|---|
| KR102524384B1 (en) | 2022-10-11 | 2023-04-24 | 한국표준과학연구원 | A Apparatus for Precise Control of Microfluidic Flow using Dual Valves in Synchronous Actions and a Method for Precise Control of Microfluidic Flow using It |
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| KR102524384B1 (en) | 2022-10-11 | 2023-04-24 | 한국표준과학연구원 | A Apparatus for Precise Control of Microfluidic Flow using Dual Valves in Synchronous Actions and a Method for Precise Control of Microfluidic Flow using It |
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