KR102363458B1 - Modular microfluidic device and method for amplification of genes using the same - Google Patents

Modular microfluidic device and method for amplification of genes using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유체가 유입 가능한 주입부, 유체가 배출 가능한 배출부 및 다른 모듈형 미세 유체 장치와 연결 가능한 결합부를 포함하는 하우징부, 적어도 일부가 하우징부 내측에 수용되고, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하도록 구성된 온도 조절부, 주입부로부터 상기 유체가 주입되어 배출부로 유동하는 유동 채널, 유체의 유동을 조절하는 벨브부가 배치된 반응부를 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치 및 이를 이용한 유전자 증폭 방법, 및 유전자 증폭을 위한 키트를 제공한다.The present invention relates to a housing part including an injection part through which a fluid can be introduced, an exhaust part from which a fluid can be discharged, and a coupling part connectable to another modular microfluidic device, at least a part of which is accommodated inside the housing part, and a temperature of a predetermined level is maintained. A modular microfluidic device and a gene amplification method using the same, comprising a temperature control unit configured to provide, a flow channel through which the fluid is injected from the injection unit and flows to the discharge unit, and a reaction unit in which a valve unit for controlling the flow of the fluid is disposed, and A kit for gene amplification is provided.

Description

모듈형 미세 유체 장치 및 이를 이용한 유전자 증폭 방법{MODULAR MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR AMPLIFICATION OF GENES USING THE SAME}MODULAR MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR AMPLIFICATION OF GENES USING THE SAME

본 발명은 모듈형 미세 유체 장치 및 이를 이용한 유전자 증폭 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 유체 시료 내의 표적 유전자에 대한 증폭이 가능한, 모듈형의 미세 유체 장치, 이를 이용한 유전자 증폭 방법, 및 유전자 증폭을 위한 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a modular microfluidic device and a gene amplification method using the same, and more particularly, a modular microfluidic device capable of amplifying a target gene in a fluid sample, a gene amplification method using the same, and a gene amplification method It's about the kit.

기존의 진단 기법의 단점을 극복하기 위해 랩온어칩 (Lab-on-a-chip, LOC) 기술이 각광을 받고 있다. 랩온어칩 기술은 NT, IT, BT의 융합기술의 대표적인 예로 MEMS나 NEMS와 같은 기술을 이용하여 시료의 희석, 혼합, 반응, 분리, 정량 등 시료의 모든 전처리 및 분석 단계를 하나의 칩 위에서 수행하도록 하는 기술을 의미할 수 있다. Lab-on-a-chip (LOC) technology is in the spotlight to overcome the shortcomings of existing diagnostic techniques. Lab-on-a-chip technology is a representative example of convergence technology of NT, IT, and BT. Using technologies such as MEMS or NEMS, all pre-processing and analysis steps of the sample, such as dilution, mixing, reaction, separation, and quantification, are performed on a single chip. It could mean the skills to do it.

이와 같은, 랩온어칩 기술이 적용된 미세 유체 장치 (microfluidic devices) 는 반응 채널을 흐르는 유체 시료의 유동 혹은 반응 채널에 공급된 유체 시료와 시약의 반응을 분석할 수 있다. 나아가, 상기와 같은 미세 유체 장치는 유체 시료의 제어와 관련된 여러 단계의 처리 및 조작을 하나의 칩에서 수행할 수 있도록 유리, 실리콘 또는 플라스틱으로 된 수 ㎠ 크기의 소형의 칩 상에 분석에 필요한 다수의 유닛이 구비된 형태로 제작될 수 있다. Such microfluidic devices to which the lab-on-a-chip technology is applied can analyze the flow of a fluid sample flowing through a reaction channel or a reaction between a fluid sample supplied to the reaction channel and a reagent. Furthermore, the microfluidic device as described above has a number of steps required for analysis on a small chip made of glass, silicon, or plastic with a size of several cm2 so that the processing and manipulation of various steps related to the control of a fluid sample can be performed on a single chip. It may be manufactured in a form equipped with a unit of

이와 같은 구조적 특징에 의해 미세 유체 장치는 휴대성이 높고 복잡한 분석 절차를 간소화할 수 있어, 현장 진단에 적용될 수 있다. 예를 들어, 유체 시료가 이송되는 미세 채널 및 분석 챔버가 구비된 미세 유체 장치는, 외부의 PCR (polymerase chain reaction) 장치에 삽입되어 분석 챔버 내의 표적 유전자에 대한 온도 변화에 따른 PCR 반응이 유도될 수 있다. 그 결과, 증폭된 표적 유전자의 획득 및, 표적 유전자에 대한 정성 및 정량 분석이 가능하고, 이에 미세 유체 장치는 현장 진단에 적용될 수 있다.Due to these structural features, the microfluidic device is highly portable and can simplify complex analysis procedures, which can be applied to on-site diagnosis. For example, a microfluidic device having a microchannel through which a fluid sample is transferred and an analysis chamber is inserted into an external PCR (polymerase chain reaction) device to induce a PCR reaction according to a temperature change for a target gene in the analysis chamber. can As a result, it is possible to obtain an amplified target gene and to perform qualitative and quantitative analysis on the target gene, and thus the microfluidic device can be applied to on-site diagnosis.

한편, 종래의 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭 시스템은, 유전자 증폭을 유도하는 온도 환경 제공을 위한 PCR 장치가 필수적으로 존재해야 하고, PCR 장치 내의 삽입에 따른 구조적 한계를 가질 수 있다. 즉, 종래의 미세 유체 장치는 단독으로 유전자의 증폭을 유도하기 어려울 수 있다.On the other hand, in a conventional gene amplification system based on a microfluidic device, a PCR device for providing a temperature environment for inducing gene amplification must necessarily exist, and may have structural limitations due to insertion into the PCR device. That is, it may be difficult to induce gene amplification by using a conventional microfluidic device alone.

더욱이, 종래의 미세 유체 장치는 유전자 증폭과 같은 실험 목적에 따라 다수의 미세 유체와 연관된 기능을 가지도록 제작되므로, 하나의 기능에 문제가 생기거나 변동사항이 생겨도 장치 전체를 새로 제작해야만 하고, 이로 인해 제조비용이 증가함은 물론, 관리가 용이하지 못한 문제점이 있었다.Moreover, since the conventional microfluidic device is manufactured to have functions related to a plurality of microfluids according to experimental purposes such as gene amplification, even if a problem occurs or changes occur in one function, the entire device must be newly manufactured. As a result, the manufacturing cost increased, and there was a problem in that it was not easy to manage.

나아가, 한번 제작된 미세 유체 장치는 설계의 변경이 어렵고, 다른 미세 유체 장치와의 호환이 불가능하여 정해진 실험 이외에 다른 실험을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.Furthermore, there are problems in that it is difficult to change the design of a microfluidic device once fabricated, and it is not compatible with other microfluidic devices, so that other experiments other than a predetermined experiment cannot be performed.

이에, 종래의 미세 유체 장치들의 구조적 특성에 의해 야기되는 문제점들을 해결하고, 보다 간단하게 유체 시료에 대한 유전자 분석이 가능한, 새로운 미세 유체 장치의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다. Accordingly, there is a continuous demand for the development of a new microfluidic device capable of solving problems caused by structural characteristics of conventional microfluidic devices and capable of more simply analyzing a fluid sample.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
선행문헌: 등록특허공보 제10-1768065호(2017.08.30.)The description underlying the invention has been prepared to facilitate understanding of the invention. It should not be construed as an admission that the matters described in the background technology of the invention exist as prior art.
Prior literature: Registered Patent Publication No. 10-1768065 (2017.08.30.)

전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은, 유전자 증폭과 같은 핵심 기술의 구현이 가능한 미세 유체 장치를 개발하는 것에 주목하였다. In order to solve the problems described above, the inventors of the present invention focused on developing a microfluidic device capable of implementing a core technology such as gene amplification.

특히, 본 발명의 발명자들은, 개별 핵심 요소가 구현될 수 있는 모듈화된 미세 유체 장치를 상호 체결 및 연결 가능하도록 설계함으로써, 종래의 미세 유체 장치의 구조적 한계를 극복할 수 있음을 인지할 수 있었다. In particular, the inventors of the present invention were able to recognize that the structural limitations of the conventional microfluidic device can be overcome by designing a modular microfluidic device in which individual key elements can be implemented to be interconnected and connected to each other.

그 결과, 본 발명의 발명자들은 유체 분석에 있어서 핵심 기술의 구현이 가능하며 현장에 적용하기 용이한 모듈형의 미세 유체 장치를 개발하기에 이르렀다.As a result, the inventors of the present invention have developed a modular microfluidic device that can implement a core technology in fluid analysis and is easy to apply to the field.

이때, 본 발명의 발명자들은, 모듈형의 미세 유체 장치에 대하여 별도의 PCR 장치 없이도 유전자 증폭 기술의 구현이 가능하도록 설계하였고, 이에 표적 유전자에 대한 신속하고 정확한 검출 및 진단이 가능할 수 있음을 기대할 수 있었다.At this time, the inventors of the present invention designed the modular microfluidic device to realize the gene amplification technology without a separate PCR device, and thus it can be expected that rapid and accurate detection and diagnosis of the target gene will be possible. there was.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 유전자 증폭 환경을 유도하는 온도 싸이클링을 제공하는 온도 조절부가 구비된 미세 유체 장치를 제공함으로써, 미세 유체 장치 단독으로 표적 유전자에 대한 증폭이 가능함을 인지할 수 있었다.More specifically, the inventors of the present invention have recognized that amplification of a target gene is possible with a microfluidic device alone by providing a microfluidic device equipped with a temperature control unit that provides temperature cycling to induce a gene amplification environment. .

나아가 본 발명의 발명자들은, 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭 시스템이, 빠른 검출 결과가 요구되는 식중독 균과 같은 병원체의 검출과 같은 현장 진단 검사 (point-of-care-testing, POCT) 시스템에 적용될 수 있음을 더욱 인지할 수 있었다. Furthermore, the inventors of the present invention have found that a gene amplification system based on a modular microfluidic device is applied to a point-of-care-testing (POCT) system such as the detection of pathogens such as food poisoning bacteria requiring rapid detection results. It was further recognized that it could be applied.

한편, 본 발명의 발명자들은, 모듈형 미세 유체 장치를 복수의 기능성 유닛들이 적층된 구조를 갖도록 설계하였다. 특히, 본 발명의 발명자들은, 모듈형 미세 유체 장치내의 온도 조절부에 대하여 반응부로의 열 전도 효율을 높이는 구성들을 배치하였고, 유전자 증폭 반응이 일어나는 반응부에 대하여 열의 확산을 방지하는 구성들을 배치하였다.Meanwhile, the inventors of the present invention designed a modular microfluidic device to have a structure in which a plurality of functional units are stacked. In particular, the inventors of the present invention arranged components that increase the heat conduction efficiency to the reaction unit with respect to the temperature control unit in the modular microfluidic device, and arranged components that prevent heat diffusion to the reaction unit where the gene amplification reaction occurs. .

나아가, 본 발명의 발명자들은, 모듈형 미세 유체 장치에 대하여, 온도 조절부에 의해 상승된 모듈형 미세 유체 장치의 바디의 온도를 낮추는 방열부를 더욱 배치하고자 하였다. Furthermore, the inventors of the present invention intend to further dispose a heat dissipating unit for lowering the temperature of the body of the modular microfluidic device raised by the temperature control unit with respect to the modular microfluidic device.

이에, 본 발명의 발명자들은, 유전자 증폭 효율이 높은 모듈형의 미세 유체 장치를 제공할 수 있었다. Accordingly, the inventors of the present invention were able to provide a modular microfluidic device with high gene amplification efficiency.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 모듈형 미세 유체 장치의 바디를 형성하는 하우징부, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하는 온도 조절부 및 유체가 주입되어 실질적으로 유체 내의 표적 유전자에 대한 유전자 증폭 반응이 일어나는 반응부를 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the problems to be solved by the present invention are a housing part forming the body of a modular microfluidic device, a temperature controller providing a predetermined level of temperature, and a fluid injected to substantially amplify a gene for a target gene in the fluid An object of the present invention is to provide a modular microfluidic device including a reaction unit in which a reaction occurs.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 모듈형 미세 유체 장치의 반응부에 표적 유전자를 포함하는 유체를 주입하고, 표적 유전자의 증폭을 유도하도록 온도 조절부를 이용하여 온도를 조절하는 단계를 포함하는, 유전자 증폭 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to inject a fluid containing a target gene into the reaction part of a modular microfluidic device, and to control the temperature using a temperature controller to induce amplification of the target gene, To provide a gene amplification method.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 포함하는 모듈형 미세 유체 장치가 제공된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 유체가 유입 가능한 주입부, 유체가 배출 가능한 배출부 및 다른 모듈형 미세 유체 장치와 연결 가능한 결합부를 포함하는 하우징부, 적어도 일부가 하우징부 내측에 수용되고, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하도록 구성된 온도 조절부, 및 주입부로부터 유체가 주입되어 배출부로 유동하는 유동 채널과 유체의 유동을 조절하는 벨브부가 배치된 반응부를 포함한다.In order to solve the problems described above, there is provided a modular microfluidic device including a substrate according to an embodiment of the present invention. In this case, the modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention includes at least a portion of a housing including an injection unit through which a fluid can be introduced, a discharge unit through which a fluid can be discharged, and a coupling unit connectable to another modular microfluidic device. It is accommodated inside the housing unit and includes a temperature control unit configured to provide a predetermined level of temperature, and a reaction unit in which a flow channel through which a fluid is injected from the injection unit and flows to the discharge unit and a valve unit for controlling the flow of the fluid are disposed.

본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는 하우징부 또는 온도 조절부와 연결된 방열부를 더 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, the modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention may further include a heat dissipation unit connected to the housing unit or the temperature control unit.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 방열부는 복수의 필러 및 냉각펜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the heat dissipation unit may include at least one of a plurality of fillers and cooling pens.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 방열부는, 복수의 필러 및 냉각펜을 포함하고, 복수의 필러는, 방열부의 일면에 배치될 수 있다. 나아가, 냉각펜은, 복수의 필러와 일정한 거리로 이격되도록 방열부 상에 배치될 수 있다.According to another feature of the present invention, the heat dissipation unit may include a plurality of fillers and a cooling pen, and the plurality of fillers may be disposed on one surface of the heat dissipation unit. Furthermore, the cooling pen may be disposed on the heat dissipation unit to be spaced apart from the plurality of fillers by a predetermined distance.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는 온도 조절부 및 반응부 사이에 배치되고, 온도 조절부와 미리 결정된 간격으로 이격되고, 적어도 일면이 하우징부의 주입부에 대응하여 유체를 주입부로부터 반응부의 유동 채널로 유동시키도록 구성된, 유체 유동부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention is disposed between the temperature control unit and the reaction unit, is spaced apart from the temperature control unit at a predetermined interval, and at least one surface of the housing unit The fluid flow unit may further include a fluid flow unit configured to flow a fluid from the injection unit to the flow channel of the reaction unit corresponding to the injection unit.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하우징부는 트렌치부 (trench) 를 더 포함하고, 유체 유동부는, 트렌치부에 삽입되고 트렌치부에 삽입 시 주입부에 대응하는 제1 홀이 배치되고, 제1 홀을 통해 유체를 상부로 유동시키도록 구성된 수직부, 및 바닥면과 수평을 이루고, 수직부의 상부에 배치되고, 반응부의 유동 채널에 대응하는 제2 홀이 배치된 수평부를 포함할 수 있다. 이때, 수직부로부터 상부로 유동한 유체는, 제2 홀을 통해 반응부 내의 유동 채널로 유동될 수 있다.According to another feature of the present invention, the housing portion further includes a trench portion, and the fluid flow portion is inserted into the trench portion and a first hole corresponding to the injection portion is disposed upon insertion into the trench portion, the first hole It may include a vertical part configured to flow the fluid upwardly, and a horizontal part that is parallel to the bottom surface, is disposed on the vertical part, and has a second hole corresponding to the flow channel of the reaction part. In this case, the fluid flowing upward from the vertical part may flow into the flow channel in the reaction part through the second hole.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 수평부는 메인홀을 포함하고, 메인홀을 통해 반응부의 적어도 일면이 온도 조절부와 직접 맞닿을 수 있다. According to another feature of the present invention, the horizontal portion may include a main hole, and at least one surface of the reaction portion may be in direct contact with the temperature controller through the main hole.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하우징부는, 하부를 형성하는 제1 하우징부, 및 상부를 형성하고, 제1 하우징부의 적어도 일면과 체결 가능하고, 수용부를 포함하는 제2 하우징부를 포함할 수 있다. 이때, 수용부는, 온도 조절부 및 반응부의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the housing portion may include a first housing portion forming a lower portion, and a second housing portion forming an upper portion, engageable with at least one surface of the first housing portion, and including a receiving portion. . In this case, the accommodating unit may be configured to accommodate at least a portion of the temperature control unit and the reaction unit.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 주입부 및 배출부 각각은, 제1 하우징부 및 제2 하우징부의 체결에 의한 주입홀 및 배출홀에 대응하고, 결합부는 제1 하우징부 상에 배치될 수 있다.According to another feature of the present invention, each of the injection unit and the discharge unit may correspond to the injection hole and the discharge hole by fastening the first housing unit and the second housing unit, and the coupling unit may be disposed on the first housing unit. .

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 온도 조절부는, 전압의 인가에 따라 열을 전도하도록 구성된 열 전도부 및 열 전도부와 연결된 전극을 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the temperature control unit may include a heat conduction unit configured to conduct heat according to the application of a voltage, and an electrode connected to the heat conduction unit.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 반응부의 상부면의 적어도 일부를 덮고, 하우징부와 체결 가능한 커버부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention may further include a cover part that covers at least a portion of the upper surface of the reaction part and is engageable with the housing part.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 모듈형 미세 유체 장치는, 반응부를 고정하도록 구성된 체결부를 더 포함할 수 있다. 이때, 커버부 및 하우징부는, 서로 대응하는 위치에 일방향으로 관통하는 체결홀을 각각 포함하고, 체결부는 체결홀을 통해 커버부 및 하우징부를 관통하여 고정하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, the modular microfluidic device may further include a fastening unit configured to fix the reaction unit. In this case, the cover part and the housing part may include fastening holes penetrating in one direction at positions corresponding to each other, respectively, and the fastening part may be configured to penetrate through the cover part and the housing part through the fastening holes to be fixed.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 체결부는, 체결부의 외부를 감싸는 스프링부를 더 포함할 수 있다. 이때, 스프링부는, 체결홀과 동일하거나 체결홀보다 작은 직경을 갖고, 체결부의 체결 시, 체결홀 내부에 존재할 수 있다.According to another feature of the present invention, the fastening part may further include a spring part surrounding the outside of the fastening part. In this case, the spring part may have the same diameter as the fastening hole or smaller than the fastening hole, and may exist inside the fastening hole when the fastening part is fastened.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반응부는, 온도에 따른 유체 내 반응이 일어나는 반응 챔버, 및 반응 챔버를 둘러싸는 열 확산 차단부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the reaction unit may further include a reaction chamber in which a reaction in a fluid according to temperature occurs, and a heat diffusion blocking unit surrounding the reaction chamber.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반응부는, 공기를 배출하도록 구성된 공기 배출부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the reaction unit may further include an air discharge unit configured to discharge air.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반응부는, 유동 채널 및 벨브부가 배치된 박막의 필름 형태 또는, 높이를 갖는 챔버 형태일 수 있다.According to another feature of the present invention, the reaction unit may be in the form of a thin film in which the flow channel and the valve unit are disposed, or in the form of a chamber having a height.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 모듈형 미세 유체 장치는, 온도 조절부로부터 발생된 열을 반응부로 전달하도록 구성되고, 하부면이 온도 조절부와 접촉하고, 상부면이 반응부와 접촉하는 열 확산부를 더 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the modular microfluidic device is configured to transfer heat generated from the temperature control unit to the reaction unit, the lower surface is in contact with the temperature control unit, and the upper surface is in contact with the reaction unit. It may further include a heat spreader.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 온도 조절부는, 상부면 상에 배치된 금속 코팅층을 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the temperature control unit may further include a metal coating layer disposed on the upper surface.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 온도조절부의 상부면과 하부면에는 각각 열 전달을 용이하게 하는 물질이 도포되거나 박막형태로 삽입될 수 있다.According to another feature of the present invention, a material for facilitating heat transfer may be applied to the upper surface and the lower surface of the temperature control unit, respectively, or may be inserted in the form of a thin film.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하우징부는 알루미늄 소재일 수 있다.According to another feature of the present invention, the housing part may be made of an aluminum material.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭 방법이 제공된다. 상기 방법은, 모듈형 미세 유체 장치의 반응부에 표적 유전자를 포함하는 유체를 주입하는 단계, 및 반응부 내의 표적 유전자의 증폭을 유도하도록, 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부를 이용하여 미리 결정된 수준으로 온도를 조절하는 단계를 포함한다.In order to solve the problems described above, there is provided a gene amplification method based on a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. The method includes injecting a fluid containing a target gene into a reaction unit of the modular microfluidic device, and a predetermined level using a temperature control unit of the modular microfluidic device to induce amplification of the target gene in the reaction unit to control the temperature.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 방법은, 유체를 주입하는 단계 이전에 표적 유전자의 증폭을 위한 전처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, the method may further include performing a pretreatment for amplification of the target gene before the step of injecting the fluid.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭 키트가 제공된다. 상기 키트는, 모듈형 미세 유체 장치, 및 표적 유전자의 증폭을 위한 시약을 포함할 수 있다.In order to solve the problems described above, a gene amplification kit based on a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention is provided. The kit may include a modular microfluidic device and reagents for amplification of a target gene.

본 발명은, 개별 핵심 요소가 구현될 수 있는 모듈화된 미세 유체 장치를 제공함으로써, 고가의 장비의 요구, 이송의 어려움 및 기술의 난제 등에 따라 현장에서 적용하기 어려운 종래의 미세 유체 장치의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. The present invention overcomes the limitations of conventional microfluidic devices that are difficult to apply in the field according to the demand for expensive equipment, difficulties in transport, and technical difficulties, etc. by providing a modularized microfluidic device in which individual key elements can be implemented. There is an effect that can be done.

본 발명은, 유전자 증폭과 같은 하나의 기능을 수행할 수 있는 유체 장치를 모듈 형태로 제공함으로써, 필요에 따라 서로 다른 기능을 수행 가능한 복수개의 유체 장치를 서로 연결하여 형상 혹은 크기의 제약 없이 다양한 구조의 유체 유동 시스템을 구현할 수 있다.The present invention provides a fluid device capable of performing one function, such as gene amplification, in the form of a module, so that a plurality of fluid devices capable of performing different functions are connected to each other as needed to achieve various structures without restrictions on shape or size of the fluid flow system can be implemented.

이에, 본 발명은 상기와 같은 구조의 미세 유체 장치를 제공함으로써, 다양하고 정확한 실험 데이터를 획득할 수 있음은 물론, 특정 부위의 변형 혹은 파손 시 해당 부분의 유체 칩만을 교체 가능하여 제조 및 유지 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention provides a microfluidic device having the structure as described above, so that various and accurate experimental data can be obtained, and only the fluid chip of the corresponding part can be replaced when a specific part is deformed or damaged, so manufacturing and maintenance costs has the effect of reducing

특히, 본 발명은, 유전자 증폭 환경을 유도하는 온도 싸이클링을 제공하는 온도 조절부가 구비된 모듈형 미세 유체 장치를 제공할 수 있다. 이에, 본 발명은 별도의 PCR 장치 없이도 유전자 증폭 기술의 구현이 가능하며, 저 농도로 존재하고 빠른 검출 결과가 요구되는 식중독 균과 같은 병원체의 검출과 같은 현장 진단 검사 시스템에 적용될 수 있다. In particular, the present invention can provide a modular microfluidic device equipped with a temperature control unit that provides temperature cycling to induce a gene amplification environment. Accordingly, the present invention can implement gene amplification technology without a separate PCR device, and can be applied to a point-of-care diagnostic test system such as detection of pathogens such as food poisoning bacteria that exist at low concentrations and require fast detection results.

보다 구체적으로, 본 발명은, 장치 내의 온도 조절부에 대하여 반응부로의 열 전도 효율을 높이는 구성들이 배치되고, 유전자 증폭 반응이 일어나는 반응부에 대하여 열의 확산을 방지하는 구성들이 배치된 모듈형 미세 유체 장치를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명은, 온도 조절부에 의해 상승된 모듈형 미세 유체 장치의 바디의 온도를 낮추고, 유전자 증폭을 위한 온도 사이클링을 제공하는 방열부가 배치된 모듈형 미세 유체 장치를 제공할 수 있다. More specifically, the present invention provides a modular microfluid in which components that increase heat conduction efficiency to the reaction unit are arranged with respect to the temperature control unit in the device, and components that prevent heat diffusion to the reaction unit where the gene amplification reaction occurs are arranged device can be provided. Furthermore, the present invention may provide a modular microfluidic device in which a heat dissipation unit is disposed to lower the temperature of the body of the modular microfluidic device raised by the temperature control unit and provide temperature cycling for gene amplification.

이에, 본 발명은, 유전자 증폭 효율이 높은 모듈형의 미세 유체 장치를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention can provide a modular microfluidic device with high gene amplification efficiency.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치가 수평 방향으로 연결된 유체 유동 시스템을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 및 이의 구성을 예시적으로 도시한 것이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 및 이의 구성을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 하우징부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부 상의 열 확산부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부 및 하우징부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부를 통한 반응부로의 유체 이동 경로를 예시적으로 도시한 것이다.
도 6d 및 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부와 온도 조절부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 반응부의 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 커버부 및 체결부의 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 8b 및 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 커버부 및 체결부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 냉각펜의 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 냉각펜과 방열부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.1 exemplarily shows a fluid flow system in which a modular microfluidic device is connected in a horizontal direction according to an embodiment of the present invention.
2 exemplarily shows a modular microfluidic device and a configuration thereof according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B exemplarily show a modular microfluidic device and its configuration according to another embodiment of the present invention.
4A and 4B exemplarily show a housing part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
5A exemplarily illustrates a temperature control unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
5B exemplarily shows a heat spreader on the temperature controller of the modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
6A exemplarily shows a fluid flow part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
6B exemplarily illustrates a coupling structure of a fluid flow part and a housing part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
6C exemplarily illustrates a fluid movement path to a reaction unit through a fluid flow unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
6D and 6E illustrate a coupling structure of a fluid flow unit and a temperature control unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
7 exemplarily shows the structure of a reaction unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
8A exemplarily illustrates the structure of a cover part and a fastening part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
8B and 8C exemplarily show a coupling structure of a cover part and a coupling part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
9A exemplarily shows the structure of a cooling pen of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
9B exemplarily illustrates a coupling structure of a cooling pen and a heat dissipation unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.
10 exemplarily shows a procedure of gene amplification based on a modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention.

발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages of the invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 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 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative and the present invention is not limited to the illustrated matters. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, cases including the plural are included unless otherwise explicitly stated.

구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and as those skilled in the art will fully understand, technically various interlocking and driving are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other, It may be possible to implement together in a related relationship.

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다.For clarity of interpretation of the present specification, terms used herein will be defined below.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유체"는 본 발명의 모듈형 미세 유체 장치를 이용하여 분석하고자 하는 모든 유체 시료를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유체 시료는 세포 용해물, 전혈, 혈장, 혈청, 침, 안구액, 뇌척수액, 땀, 뇨, 젖, 복수액, 활액 및 복막액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As used herein, the term “fluid” may refer to any fluid sample to be analyzed using the modular microfluidic device of the present invention. For example, the fluid sample may be, but is not limited to, cell lysate, whole blood, plasma, serum, saliva, ocular fluid, cerebrospinal fluid, sweat, urine, milk, ascites fluid, synovial fluid, and peritoneal fluid.

한편, 본원 명세서 내에 유체는, 표적 유전자, 병원균, 호르몬, 단백질 중 적어도 하나의 표적 물질을 포함할 수 있다. Meanwhile, the fluid in the present specification may include at least one target material among target genes, pathogens, hormones, and proteins.

본 명세서에서 사용되는 용어, "하우징부"는 모듈형 미세 유체 장치의 바디를 형성하는 유닛을 의미할 수 있다.As used herein, the term “housing unit” may refer to a unit forming the body of the modular microfluidic device.

이때, 하우징부는 유체가 유입 가능한 주입부, 유체가 배출 가능한 배출부 및 타 모듈형 미세 유체 장치와 연결 가능한 결합부를 포함할 수 있다.In this case, the housing unit may include an injection unit through which a fluid can be introduced, a discharge unit through which the fluid can be discharged, and a coupling unit connectable to other modular microfluidic devices.

한편, 하우징부는 금속, 세라믹 및 폴리머 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 여기서 금속은, Au, Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Al, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Sn, 등과 같이 화학주기율표에서 금속으로 명명되는 원소로 구성된 물질로, 전술한 금속 물질 중 어느 하나로 형성되거나, 적어도 1종 이상 혼합된 금속 혼합물로 형성될 수 있다. 나아가, 세라믹은, 실리콘, 알루미늄, 타이타늄, 지르코늄과 같이 금속원소가 산소, 탄소, 질소와 결합하여 만든 산화물, 탄화물, 질화물로 구성된 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 폴리머는, COC, PMMA, PDMS, PC, TIPP, CPP, TPO, PET, PP, PS, PEEK, Teflon, PI, PU, 등으로 구성된 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. Meanwhile, the housing part may be formed of at least one of a metal, a ceramic, and a polymer. Here, the metal is an element named as a metal in the chemical periodic table, such as Au, Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Al, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Sn, etc. As a material composed of, it may be formed of any one of the above-mentioned metal materials, or it may be formed of a mixture of at least one or more metals. Furthermore, the ceramic may be at least one of materials composed of oxides, carbides, and nitrides made by combining metal elements such as silicon, aluminum, titanium, and zirconium with oxygen, carbon, and nitrogen, or a mixture thereof. In addition, the polymer may be at least one of materials consisting of COC, PMMA, PDMS, PC, TIPP, CPP, TPO, PET, PP, PS, PEEK, Teflon, PI, PU, or the like, or a mixture thereof.

바람직하게, 하우징부는 열 전도율이 높은 금속, 보다 바람직하게 Al 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Preferably, the housing part may be made of a metal having high thermal conductivity, more preferably an Al material, but is not limited thereto.

본 발명의 특징에 따르면, 하우징부는 가로 세로 길이가 각각 상이한 직사각형 구조를 갖고, 일정한 두께의 프레임을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징부는 가로 길이 4 cm, 세로 길이 8 cm의 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 나아가, 하우징부 상에 약 5mm 두께의 프레임이 형성될 수 있다. 그러나, 하우징부의 형태 및 크기는 이에 제한되는 것이 아니다. According to a feature of the present invention, the housing unit may have a rectangular structure having different horizontal and vertical lengths, respectively, and may have a frame having a constant thickness. For example, the housing unit may have a rectangular shape having a horizontal length of 4 cm and a vertical length of 8 cm. Furthermore, a frame having a thickness of about 5 mm may be formed on the housing part. However, the shape and size of the housing part are not limited thereto.

본 발명의 특징에 따르면, 하우징부는 제1 하우징부 및 제2 하우징부를 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention, the housing part may include a first housing part and a second housing part.

이때, 본 명세서에서 사용되는 용어, "제1 하우징부"는 하우징부의 하부를 형성하는 바디로, 타 모듈형 미세 유체 장치와 결합 가능하도록 구성된 결합부가 배치될 수 있다. "제2 하우징부"는 제1 하우징부의 적어도 일면과 체결 가능하고, 하우징부의 상부를 형성하는 바디로, 다양한 유닛을 수용하도록 구성된 수용부를 포함할 수 있다.In this case, as used herein, the term “first housing part” refers to a body that forms a lower part of the housing part, and a coupling part configured to be coupled to other modular microfluidic devices may be disposed. The "second housing part" is a body that can be fastened to at least one surface of the first housing part and forms an upper part of the housing part, and may include a receiving part configured to accommodate various units.

한편, 제1 하우징부 및 제2 하우징부는 체결 시 홀을 형성하도록 대응하는 면 각각에 대칭을 이루는 홈을 포함할 수 있다. 이때, 하우징부의 체결에 의해 생성된 홀은, 유체의 주입이 가능한 주입부 및 유체가 배출되는 배출부 각각에 대응할 수 있다. 나아가, 상기 홀 상에 튜브가 배치될 수 있어, 유체는, 누수 없이 미세 유체 장치 내부로 유동하거나, 누수 없이 타 유체 장치로 유동할 수도 있다.Meanwhile, the first housing part and the second housing part may include grooves symmetrical to corresponding surfaces to form a hole during fastening. In this case, the hole created by the fastening of the housing part may correspond to an injection part capable of injecting a fluid and a discharge part from which the fluid is discharged, respectively. Furthermore, a tube may be disposed on the hole, so that the fluid may flow into the microfluidic device without leaking or flow into other fluidic devices without leaking.

본 명세서에서 사용되는 용어, "결합부"는 모듈의 외측, 즉 하우징부에 형성되어 다른 모듈형 미세 유체 장치와 연결 가능하도록 구성된 유닛일 수 있다.As used herein, the term “coupled portion” may be a unit formed outside the module, that is, in the housing portion, and configured to be connectable with other modular microfluidic devices.

이때, 결합부는, 하우징부의 외측에 형성된 제1 결합부, 및 다른 모듈형 미세 유체 장치의 결합부와 체결 가능한 제2 결합부로 이루어질 수 있다. In this case, the coupling part may include a first coupling part formed outside the housing part and a second coupling part engageable with coupling parts of other modular microfluidic devices.

예를 들어, 제1 결합부 및 상기 제2 결합부 각각은, 오목부 또는 볼록부거나, 후크 형상 또는 후크 형상에 대한 홈이거나, 나사산을 구비한 볼트 형상 또는 나사산에 대한 홈일 수 있다. 나아가, 제1 결합부 및 제2 결합부는 자성 물질로 구성될 수도 있고, 각각의 결합부가 N극 또는 S극을 이루어 다른 모듈형 미세 유체 장치와 체결되도록 구성될 수 있다. For example, each of the first coupling part and the second coupling part may be a recess or a convex part, a hook shape or a groove for a hook shape, or a bolt shape with a thread or a groove for a thread. Furthermore, the first coupling part and the second coupling part may be made of a magnetic material, and each coupling part may be configured to form an N pole or an S pole to be coupled to another modular microfluidic device.

본 명세서에서 사용되는 용어, "온도 조절부"는 미리 결정된 수준의 온도를 제공하기 위한 유닛으로, 유체 내의 표적 유전자의 증폭을 유도하도록 미리 결정된 온도 사이클을 제공할 수 있다. As used herein, the term “temperature controller” is a unit for providing a predetermined level of temperature, and may provide a predetermined temperature cycle to induce amplification of a target gene in a fluid.

이때, 온도 조절부 상에는 온도 센서가 배치될 수 있어, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하는지가 모니터링될 수 있다. In this case, a temperature sensor may be disposed on the temperature controller, and it may be monitored whether a temperature of a predetermined level is provided.

한편, 온도 조절부는, 전압의 인가에 따라 열을 전도하도록 구성된 열 전도부 및 상기 열 전도부와 연결된 전극을 포함할 수 있다. 바람직하게, 온도 조절부는 전류의 방향에 따라 열 방출 또는 열 흡수되는 면이 상이한 펠티어 소자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Meanwhile, the temperature control unit may include a heat conduction unit configured to conduct heat according to application of a voltage and an electrode connected to the heat conduction unit. Preferably, the temperature control unit may be a Peltier device having a different heat emission or heat absorption surface depending on the direction of the current, but is not limited thereto.

본 발명의 특징에 따르면, 온도 조절부의 적어도 일 면은 온도 편차를 줄이기 위한 금속층이 더욱 코팅될 수 있다. 본 발명의 다른 특징에 따르면, 온도조절부의 상부면과 하부면에는 각각 열 전달을 용이하게 하는 물질이 도포되거나 박막형태로 삽입될 수 있다. According to a feature of the present invention, at least one surface of the temperature control unit may be further coated with a metal layer for reducing temperature deviation. According to another feature of the present invention, a material for facilitating heat transfer may be applied to the upper surface and the lower surface of the temperature control unit, respectively, or may be inserted in the form of a thin film.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 온도 조절부 및 타 모듈형 미세 유체 장치와 결합 가능한 하우징부의 조합은 온도 조절 모듈로서 이용될 수도 있다. 즉, 온도 조절부 및 하우징부로 이루어진 온도 조절 모듈 상에 다양한 반응부가 배치될 수 있어, 시료의 반응 효율을 높이고, 온도 변화에 따른 반응을 유도할 수 있다. According to another feature of the present invention, a combination of the temperature control unit and the housing unit that can be combined with other modular microfluidic devices may be used as a temperature control module. That is, various reaction units may be disposed on the temperature control module including the temperature control unit and the housing unit, thereby increasing the reaction efficiency of the sample and inducing a reaction according to a temperature change.

본 명세서에서 사용되는 용어, "반응부"는 실질적으로 유체 내의 표적 유전자에 대한 PCR 반응이 일어나는 유닛을 의미할 수 있다. 이때, 반응부는, 유체가 유동하는 유동 채널, 유체의 유동을 조절하는 벨브부가 배치될 수 있다. 이때, 유동 채널의 적어도 일부는 하우징부의 주입부 또는 배출부와 직/간접적으로 연결될 수 있다. 나아가, 벨브부는 유체의 흐름을 조절하도록 구성되어, PCR 반응이 일어나는 동안 유동 채널 내의 유체의 흐름을 멈추도록 구성될 수 있다.As used herein, the term “reaction unit” may refer to a unit in which a PCR reaction for a target gene in a fluid occurs substantially. In this case, the reaction unit, a flow channel through which the fluid flows, and a valve unit for controlling the flow of the fluid may be disposed. In this case, at least a portion of the flow channel may be directly/indirectly connected to the injection unit or the discharge unit of the housing unit. Further, the valve portion may be configured to regulate the flow of the fluid, so as to stop the flow of the fluid in the flow channel while the PCR reaction is taking place.

한편, 반응부는 온도에 따른 유체 내 반응이 일어나는 반응 챔버, 및 상기 반응 챔버를 둘러싸는 열 확산 차단부를 더 포함할 수 있다. 나아가, 반응부는 공기를 배출하도록 구성된 공기 배출부를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the reaction unit may further include a reaction chamber in which a reaction in a fluid according to temperature occurs, and a heat diffusion blocking unit surrounding the reaction chamber. Furthermore, the reaction unit may further include an air discharge unit configured to discharge air.

본 발명의 특징에 따르면, 반응부는 유동 채널 및 벨브부가 배치된 박막의 필름 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 반응부는 일정한 높이를 갖는 챔버 형태를 가질 수 있다. According to a feature of the present invention, the reaction unit may have a thin film form in which the flow channel and the valve unit are disposed, but is not limited thereto. For example, the reaction unit may have a chamber shape having a constant height.

본 명세서에서 사용되는 용어, "방열부"는 온도 조절부에 의해 상승된 모듈형 미세 유체 장치의 하우징부의 온도를 낮추도록, 열을 방출하도록 구성된 유닛일 수 있다. 이때, 방열부는 하우징부 또는 온도 조절부의 적어도 일부와 연결되도록 배치될 수 있다.As used herein, the term “heat dissipation unit” may be a unit configured to dissipate heat so as to lower the temperature of the housing portion of the modular microfluidic device raised by the temperature control unit. In this case, the heat dissipation unit may be disposed to be connected to at least a portion of the housing unit or the temperature control unit.

한편, 방열부는 하우징부의 일면이 연장된 영역일 수도 있다. 예를 들어, 하우징부는, 온도 조절부 및 반응부가 배치되어 실질적으로 표적 유전자에 대한 증폭이 진행되는 반응 영역과, 온도 조절부 및 반응부가 배치되지 않고 공기를 외부로 배출할 수 있는 홀이 형성된 방열 영역으로 구성될 수도 있다.Meanwhile, the heat dissipation unit may be a region in which one surface of the housing unit extends. For example, the housing unit includes a reaction region in which a temperature control unit and a reaction unit are disposed to substantially amplify a target gene, and a heat dissipation area in which the temperature control unit and the reaction unit are not disposed and a hole through which air can be discharged to the outside is formed. It may consist of regions.

방열부는, 열의 방출을 유도하는 냉각펜 또는 표면적을 넓혀 열 방출의 효율을 높이는 복수의 필러를 포함할 수 있다. The heat dissipation unit may include a cooling pen for inducing dissipation of heat or a plurality of fillers to increase the efficiency of dissipating heat by increasing a surface area.

이때, 냉각펜은 복수의 필러와 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.In this case, the cooling pen may be disposed to be spaced apart from the plurality of fillers at regular intervals.

예를 들어, 냉각 펜은 복수의 필러와 2mm의 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 그러나, 이들의 간격은 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the cooling pen may be disposed to be spaced apart from the plurality of fillers at an interval of 2 mm. However, their spacing is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유체 유동부"는 유체를 유동시키도록 구성된 유닛일 수 있다.As used herein, the term “fluid flowing part” may be a unit configured to flow a fluid.

이때, 유체 유동부는, 하우징부에 삽입되어 하우징부의 주입부에 대응하는 제1 홀을 포함하여 유체를 상부로 유동시키는 수직부, 및 바닥과 수평을 이루고 반응부가 상부에 배치되며, 반응부의 유동 채널에 대응하는 제2 홀을 포함하는 수평부로 구성될 수 있다.At this time, the fluid flow part is inserted into the housing part and includes a first hole corresponding to the injection part of the housing part, a vertical part for flowing the fluid upward, and the floor and horizontal with the reaction part is disposed on the upper part, the flow channel of the reaction part It may be composed of a horizontal portion including a second hole corresponding to .

즉, 이러한 구조적 특징에 의해 수직부로부터 상부로 유동한 유체는, 제2 홀을 통해 상기 반응부 내의 유동 채널로 유동될 수 있다.That is, the fluid flowing upward from the vertical part may flow through the second hole to the flow channel in the reaction part due to this structural feature.

한편, 유체 유동부는 온도 조절부 및 반응부 사이에 배치될 수 있다. 이때, 유체 유동부는 온도 조절부로부터 방출된 열이 반응부로 전달되도록, 온도 조절부와 이격되어 배치될 수 있다. 나아가, 상부에 배치된 반응부와 하부에 배치된 온도 조절부의 적어도 일면이 직접 맞 닿도록, 수평부는 메인홀을 포함할 수 있다.Meanwhile, the fluid flow unit may be disposed between the temperature control unit and the reaction unit. In this case, the fluid flow unit may be disposed to be spaced apart from the temperature control unit so that heat emitted from the temperature control unit is transferred to the reaction unit. Furthermore, the horizontal portion may include a main hole so that at least one surface of the reaction unit disposed on the upper portion and the temperature control unit disposed on the lower portion directly contact each other.

본 명세서에서 사용되는 용어, "커버부"는 반응부의 열 방출을 막기 위해 적어도 일부를 덮는 유닛일 수 있다. 이때, 커버부는 반응부를 덮고, 하우징부와 체결 가능하도록 구성될 수 있다.As used herein, the term “cover unit” may be a unit that covers at least a part of the reaction unit to prevent heat dissipation. In this case, the cover part may cover the reaction part and may be configured to be fastened to the housing part.

이때, 커버부 및 하우징부는 서로 대응하는 위치에 일방향으로 관통하는 체결홀이 배치될 수 있고, 체결홀을 관통하는 체결부를 통해 고정될 수 있다. 한편, 커버부는 반응부의 양측에 배치된 밸브부를 막거나 열 수 있는 압력 인가 구조 또는 압력 인가 장치를 포함 할 수 있다.In this case, the cover part and the housing part may be provided with a fastening hole penetrating in one direction at positions corresponding to each other, and may be fixed through a fastening part penetrating the fastening hole. Meanwhile, the cover part may include a pressure applying structure or a pressure applying device capable of blocking or opening the valve parts disposed on both sides of the reaction part.

한편, 체결부는, 체결부의 외부를 둘러싸는 스프링부와 스프링부와 체결부 사이에 존재하는 와셔부를 더 포함할 수 있다. 이에, 복수의 체결부가 커버부와 하우징부에 삽입 (체결) 되는 정도가 상이하더라도, 커버부 및 하우징부는 밸런스를 유지할 수 있고, 반응부의 열 방출을 효율적으로 막을 수 있다.Meanwhile, the fastening part may further include a spring part surrounding the outside of the fastening part and a washer part existing between the spring part and the fastening part. Accordingly, even if the degree to which the plurality of fastening parts are inserted (fastened) to the cover part and the housing part is different, the cover part and the housing part can maintain a balance, and heat emission of the reaction part can be effectively prevented.

본 명세서에서 사용되는 용어, "열 확산부"는 온도 조절부로부터 발생된 열의 온도 편차를 줄이기 위한 유닛일 수 있다. 이에, 온도 조절부로부터 발생된 열은, 열 확산부에 의해 반응부의 전면에 일정한 수준으로 전달될 수 있다. As used herein, the term “heat spreader” may be a unit for reducing the temperature deviation of heat generated from the temperature control unit. Accordingly, the heat generated from the temperature control unit may be transferred to the front surface of the reaction unit at a constant level by the heat diffusion unit.

한편, 열 확산부는 온도 조절부가 하우징부에 보다 안정적으로 고정되도록, 하우징부와 체결 가능한 유닛일 수도 있다.Meanwhile, the heat spreader may be a unit engageable with the housing unit so that the temperature control unit is more stably fixed to the housing unit.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유전자 증폭을 위한 키트"는 표적 유전자의 증폭을 위한 키트로서, 바람직하게 현장 진단을 위한 키트를 의미할 수 있다. As used herein, the term “kit for gene amplification” refers to a kit for amplification of a target gene, preferably a kit for on-site diagnosis.

본 명세서에서 사용되는 용어, "표적 유전자의 증폭을 위한 시약"은, 적어도 표적 유전자의 서열에 상보적으로 결합하는 서열로, 표적 유전자의 증폭 과정에서 이의 합성을 개시하는 서열인 프라이머, 및/또는 표적 유전자의 임의의 염기 서열에 상보적인 서열을 갖는 절편으로, 방사선 원소 또는 형광으로 표지된 말단 염기를 지닐 수 있어, 표적 유전자의 여부 나아가 이의 수준을 측정하는 것에 이용될 수 있는 프로브를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 시약은 이에 제한되는 것은 아니다.As used herein, the term “reagent for amplification of a target gene” refers to at least a sequence that is complementary to a sequence of a target gene, a primer that is a sequence that initiates its synthesis in the process of amplification of a target gene, and/or A fragment having a sequence complementary to any nucleotide sequence of the target gene, which may have terminal nucleotides labeled with a radioactive element or fluorescence, and may include a probe that can be used to measure whether or not the target gene is present or its level have. However, the reagent is not limited thereto.

이하에서는, 도 1, 2, 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a modular microfluidic device according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, 3A and 3B.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치가 수평 방향으로 연결된 유체 유동 시스템을 예시적으로 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 및 이의 구성을 예시적으로 도시한 것이다. 도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 및 이의 구성을 예시적으로 도시한 것이다.1 exemplarily shows a fluid flow system in which a modular microfluidic device is connected in a horizontal direction according to an embodiment of the present invention. 2 exemplarily shows a modular microfluidic device and a configuration thereof according to an embodiment of the present invention. 3A and 3B exemplarily show a modular microfluidic device and its configuration according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100) 는, 유체의 유전자 증폭과 같은 하나의 기능을 수행할 수 있는 모듈 형태로 형성되고, 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 와 연결되어, 다양한 구조의 유체 유동 시스템 (1000) 을 구현할 수 있다.First, referring to FIG. 1 , the modular microfluidic device 100 according to an embodiment of the present invention is formed in a module form capable of performing one function such as gene amplification of a fluid, and other modular microfluidics In connection with the apparatus 200 , the fluid flow system 1000 having various structures may be implemented.

보다 구체적으로, 유체 유동 시스템 (1000) 에서, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 는, 체액, 혈액, 타액, 뇨 등을 포함하는 액체 시료 등과 같은 유체로부터 샘플 채취, 샘플 파쇄, 채취된 샘플로부터 유전자 또는 단백질 등과 같은 물질 추출, 필터링, 믹싱 각각을 수행하는 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 로부터 유동된 유체 내의 표적 유전자에 대한 증폭을 수행할 수 있다. 더욱이, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 로부터 표적 유전자의 증폭이 완료된 유체 시료는, 추가 분석을 위해, 항원 항체 반응, 친화크로마토그래피 (Affinity Chromatography) 및 전기적 센싱, 전기화학적 센싱, 캐패시터형 전기적 센싱, 형광물질을 포함하거나 포함하지 않는 광학적 센싱 등의 분석/검출 각각을 수행할 수 있는 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 로 유동할 수도 있다. More specifically, in the fluid flow system 1000 , the modular microfluidic device 100 is configured to collect a sample from a fluid, such as a liquid sample including bodily fluid, blood, saliva, urine, etc., sample disruption, and a gene from the sampled sample. Alternatively, amplification of a target gene in a fluid flowing from another modular microfluidic device 200 performing each of extraction, filtering, and mixing of substances such as proteins may be performed. Moreover, the fluid sample in which the amplification of the target gene from the modular microfluidic device 100 is completed is, for further analysis, antigen-antibody reaction, affinity chromatography and electrical sensing, electrochemical sensing, capacitor type electrical sensing, It may flow to another modular microfluidic device 200 capable of performing analysis/detection, such as optical sensing, with or without a fluorescent material, respectively.

그러나, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 를 통해 구현 가능한 유체 유동 시스템 (1000) 은 전술한 기능으로 한정되는 것은 아니며, 유체 분석 및 진단을 위한 다양한 기능을 수행할 수 있다. However, the fluid flow system 1000 that can be implemented through the modular microfluidic device 100 is not limited to the aforementioned functions, and may perform various functions for fluid analysis and diagnosis.

또한, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 를 통해 구현 가능한 유체 유동 시스템 (1000) 은 또 다른 유체 유동 시스템 (1000) 과의 연결을 통하여, 랩온어칩 (Lab-on-a-chip) 기술의 상위 개념인 팩토리온어칩 (Factory-on-a-chip) 기술을 구현할 수 있다. 이를 통해 각 유체 유동 시스템 (1000) 에서 서로 다른 유체에 관한 유체 분석 및 진단을 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 유체 유동 시스템 (1000) 을 이용하여 수행할 수 있는 유체와 관련된 모든 실험 (예를 들어, 화학 반응 및 물질 합성 등) 을 동시에 수행할 수 있다.In addition, the fluid flow system 1000 that can be implemented through the modular microfluidic device 100 is connected to another fluid flow system 1000 and is a higher level of Lab-on-a-chip technology. The concept of Factory-on-a-chip technology can be implemented. Through this, not only fluid analysis and diagnosis on different fluids can be simultaneously performed in each fluid flow system 1000 , but also all experiments related to fluids that can be performed using a plurality of fluid flow systems 1000 (eg, For example, chemical reaction and material synthesis, etc.) may be performed simultaneously.

또한, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 는 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 들과 수평 방향 (X 축 및 Y축 방향) 으로 연결되어 하나의 유체 유동 시스템 (1000) 을 구현할 수 있다. In addition, the modular microfluidic device 100 may be connected to other modular microfluidic devices 200 in the horizontal direction (X-axis and Y-axis directions) to implement one fluid flow system 1000 .

보다 구체적으로, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 는 도면 상에서 수평 방향을 나타내는 X축 및 Y축 방향을 따라 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 와 연결되어 복수개의 유체 유동 및 분석 구간을 구비한 하나의 유체 유동 시스템 (1000) 을 구현할 수 있다. 이에 따라, X 축 및 Y 축 방향으로 유체가 자유롭게 이동할 수 있다. 예를 들어, 타 모듈형 미세 유체 장치 (200) 는 모듈형 미세 유체 장치 (100) 를 중심으로, X 축 및 Y 축 방향을 따라 1 개 내지 10,000 개 사이의 수량만큼 연결이 가능할 수도 있다.More specifically, the modular microfluidic device 100 is connected to another modular microfluidic device 200 along the X-axis and Y-axis directions indicating the horizontal direction in the drawing to have a plurality of fluid flow and analysis sections. of the fluid flow system 1000 can be implemented. Accordingly, the fluid can freely move in the X-axis and Y-axis directions. For example, other modular microfluidic devices 200 may be connected as many as 1 to 10,000 in the X-axis and Y-axis directions based on the modular microfluidic device 100 .

다음으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100) 가 도시된다.Next, referring to FIG. 2 , a modular microfluidic device 100 according to an embodiment of the present invention is illustrated.

본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100) 는, 모듈형 미세 유체 장치의 바디를 형성하는 하우징부 (110), 하우징부 (110) 의 하부면에 배치된 방열부 (120), 하우징부 (110) 의 상부면을 커버하는 커버부 (130) 로 구성될 수 있다.The modular microfluidic device 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110 forming a body of the modular microfluidic device, and a heat dissipation unit 120 disposed on a lower surface of the housing unit 110 . , it may be composed of a cover portion 130 that covers the upper surface of the housing portion (110).

보다 구체적으로, 하우징부 (110) 의 내측에, 미리 결정된 수준 이상의 온도를 제공하는 온도 조절부 (미도시), 상기 온도 조절부 상에 배치되어 실질적으로 유체 내의 표적 유전자에 대한 PCR 반응이 일어나는 반응부 (미도시) 가 배치될 수 있다. More specifically, on the inside of the housing 110, a temperature control unit (not shown) that provides a temperature above a predetermined level, is disposed on the temperature control unit to substantially generate a PCR reaction for the target gene in the fluid A portion (not shown) may be disposed.

한편 하우징부 (110) 의 외측에는 타 모듈형 미세 유체 장치와 물리적으로 연결 가능하도록 구성된 결합부 (112a, 112b) 가 배치될 수 있다. 나아가, 하우징부 (110) 의 외측에 유체의 주입이 가능한 주입부 (114) 가 더욱 배치될 수 있다. 이때, 주입부 (114) 를 통해, 타 모듈형 미세 유체 장치로부터 하우징부 (110) 의 내부로 유체가 유동할 수 있다. 나아가, 주입부 (114) 는 반응부 내부의 유동 채널과 직/간접적으로 연결될 수 있어, 유체는 주입부 (114) 를 통해 반응부로 유동할 수 있다. Meanwhile, coupling parts 112a and 112b configured to be physically connectable to other modular microfluidic devices may be disposed outside the housing 110 . Furthermore, an injection unit 114 capable of injecting a fluid may be further disposed outside the housing unit 110 . In this case, the fluid may flow into the housing 110 from the other modular microfluidic device through the injection unit 114 . Furthermore, the injection unit 114 may be directly/indirectly connected to a flow channel inside the reaction unit, so that the fluid may flow to the reaction unit through the injection unit 114 .

하우징부 (110) 의 하부에 배치된 방열부 (120) 는, 온도 조절부에 의해 상승된 하우징부 (110) 의 온도를 낮추도록 구성될 수 있다. 한편, 방열부 (120) 는 온도 조절부의 온도 상승에 따른 열기의 배출이 가능한 슬릿 (122) 을 포함할 수 있다. 이때, 방열부 (120) 는, 하우징부 (110) 의 측면, 상부면 등, 하우징부 (110) 또는 온도 조절부의 온도를 낮추는 한 보다 다양한 위치에 배치될 수 있다. The heat dissipation unit 120 disposed under the housing unit 110 may be configured to lower the temperature of the housing unit 110 raised by the temperature control unit. Meanwhile, the heat dissipation unit 120 may include a slit 122 capable of discharging heat according to an increase in the temperature of the temperature control unit. In this case, the heat dissipation unit 120 may be disposed at various positions such as the side surface and the upper surface of the housing unit 110 as long as the temperature of the housing unit 110 or the temperature control unit is lowered.

커버부 (130) 는 하우징부 (110) 와 체결부 (132) 를 통해 체결 가능하며, 이를 통해 하우징부 (110) 내측의 반응부에서 표적 유전자의 증폭이 일어나는 동안 열의 방출을 막을 수 있다. The cover unit 130 can be fastened through the housing unit 110 and the fastening unit 132 , thereby preventing heat release while the target gene is amplified in the reaction unit inside the housing unit 110 .

한편, 모듈형 미세 유체 장치 (100) 의 구조는 전술한 것에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, the structure of the modular microfluidic device 100 is not limited to the above.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100') 가 도시된다. 3A, a modular microfluidic device 100' according to another embodiment of the present invention is shown.

보다 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100') 는, 모듈형 미세 유체 장치의 바디를 형성하는 하우징부 (110), 하우징부 (110) 가 연장된 방열 영역에 대응하는 방열부 (120), 온도 조절부 및 반응부가 배치된 하우징부 (110) 의 상부면을 커버하는 커버부 (130) 로 구성될 수 있다.More specifically, in the modular microfluidic device 100 ′ according to another embodiment of the present invention, the housing 110 forming the body of the modular microfluidic device and the housing 110 are located in the extended heat dissipation region. The corresponding heat dissipation unit 120 , the temperature control unit and the reaction unit may be configured by a cover unit 130 covering the upper surface of the housing unit 110 .

보다 구체적으로, 하우징부 (110) 는, 내측에 온도 조절부 (미도시), 상기 온도 조절부 상의 반응부 (미도시) 등의 다양한 기능성 유닛이 배치되어 실질적으로 표적 유전자에 대한 증폭이 진행되는 반응 영역과, 온도 조절부 및 반응부가 배치되지 않고 공기를 외부로 배출할 수 있는 홀이 형성된 방열 영역으로 구성될 수도 있다.More specifically, the housing unit 110 has various functional units such as a temperature control unit (not shown) and a reaction unit (not shown) on the temperature control unit disposed therein, so that the amplification of the target gene is substantially progressed. It may be composed of a reaction area, a heat dissipation area in which a hole for discharging air to the outside is formed without the temperature control unit and the reaction unit being disposed.

즉, 방열부 (120) 는 하우징부 (110) 가 연장된 일부 영역에 포함될 수 있다. 이때, 방열부 (120) 는 표면적을 넓혀 열 방출의 효율을 높이는 복수의 필러 (124) 를 포함할 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 방열부 (120) 의 상부면에 냉각펜 (미도시) 이 더욱 배치될 수 있다. 이때, 냉각펜은 복수의 필러 (124) 와 일정한 높이로 이격되도록 방열부 (120) 의 상부면에 배치될 수 있다. That is, the heat dissipation unit 120 may be included in a partial region in which the housing unit 110 extends. In this case, the heat dissipation unit 120 may include a plurality of fillers 124 to increase the efficiency of heat dissipation by increasing the surface area. According to a feature of the present invention, a cooling pen (not shown) may be further disposed on the upper surface of the heat dissipation unit 120 . In this case, the cooling pen may be disposed on the upper surface of the heat dissipation unit 120 so as to be spaced apart from the plurality of fillers 124 by a predetermined height.

방열부 (120) 를 제외한 하우징부 (110) 의 외측에 타 모듈형 미세 유체 장치와 물리적으로 연결 가능하도록 구성된 결합부 (112a, 112b) 가 배치될 수 있다. 나아가, 유체의 주입이 가능한 주입부 (114) 가 더욱 배치될 수 있다. Couplers 112a and 112b configured to be physically connectable to other modular microfluidic devices may be disposed outside the housing 110 except for the heat dissipation part 120 . Furthermore, an injection unit 114 capable of injecting a fluid may be further disposed.

이하에서는 도 3b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100') 의 기능성 유닛들의 결합 관계에 대하여 설명한다.Hereinafter, a coupling relationship between functional units of the modular microfluidic device 100 ′ according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3B .

먼저, 하우징부 (110) 는, 하우징부의 하부를 형성하는 바디로, 다양한 기능성 모듈이 배치되는 반응 영역과 방열부 (120) 에 대응하는 방열 영역을 포함하는 제1 하우징부 (110a), 및 제1 하우징부 (110b) 와 체결 가능하고, 하우징부 (110) 의 상부를 형성하는 바디로, 다양한 기능성 유닛을 수용하는 수용부가 배치된 제2 하우징부 (110b) 로 이루어진다. 이때, 제2 하우징부 (110b) 는 제1 하우징부 (110a) 의 반응 영역 및 방열 영역 각각에 대응하는 홀이 형성될 수 있다. First, the housing part 110 is a body forming the lower part of the housing part, the first housing part 110a including a reaction region in which various functional modules are disposed, and a heat radiation region corresponding to the heat radiation part 120 , and a first housing part 110a. A body that can be fastened to the first housing part 110b and forms an upper portion of the housing part 110, and includes a second housing part 110b in which a receiving part for accommodating various functional units is disposed. In this case, the second housing part 110b may have a hole corresponding to each of the reaction region and the heat dissipation region of the first housing part 110a.

이때, 제1 하우징부 (110a) 및 제2 하우징부 (110b) 사이에, 온도 조절부 (140), 열 확산부 (150), 유체 유동부 (160), 반응부 (170) 가 순차적으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 하우징부 (110b) 의 수용부는 제1 하우징부 (110a) 의 반응 영역 상에 배치된 온도 조절부 (140), 열 확산부 (150), 유체 유동부 (160), 반응부 (170) 를 수용할 수 있다. 다음으로, 제2 하우징부 (110b) 의 상부에 커버부 (130) 및 냉각펜 (126) 이 배치될 수 있다. 이때, 냉각펜 (126) 은 제1 하우징부 (110a) 의 방열 영역에 대응하도록 배치될 수 있고, 커버부 (130) 는 제1 하우징부 (110a) 의 반응 영역에 대응하도록 배치될 수 있다.At this time, between the first housing part 110a and the second housing part 110b, the temperature controller 140, the heat spreader 150, the fluid flow part 160, and the reaction part 170 are sequentially disposed can be More specifically, the accommodating part of the second housing part 110b includes the temperature controller 140, the heat spreader 150, the fluid flow part 160, and the reaction disposed on the reaction region of the first housing part 110a. It can accommodate the portion 170 . Next, the cover part 130 and the cooling pen 126 may be disposed on the second housing part 110b. In this case, the cooling pen 126 may be disposed to correspond to the heat dissipation area of the first housing unit 110a, and the cover unit 130 may be disposed to correspond to the reaction area of the first housing unit 110a.

이하에서는, 도 4a 및 4b, 도 5a 및 5b, 도 6a 내지 6e, 도 7, 도 8a 및 8b, 9a 및 9b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치 (100') 를 이루는 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a modular microfluidic device 100' according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A and 4B, 5A and 5B, 6A to 6E, 7, 8A and 8B, 9A and 9B. The configuration to be made will be described in detail.

먼저, 도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 하우징부를 예시적으로 도시한 것이다. First, FIGS. 4A and 4B exemplarily show a housing part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

도 4a의 (a) 및 (b)를 참조하면, 바디부 (110) 는 하우징부의 하부를 형성하는 바디로, 결합부 (112a, 112b) 가 배치된 제1 하우징부 (110a), 및 제1 하우징부 (110b) 와 체결 가능하고, 하우징부 (110) 의 상부를 형성하는 제2 하우징부 (110b) 로 이루어진다. 이때, 제1 하우징부 (110a) 및 제2 하우징부 (110b) 는 체결 시 홀을 형성하도록 대응하는 면 각각에 대칭을 이루는 홈을 포함할 수 있다. 하우징부들 (110a, 110b) 의 체결에 의해 생성된 홀은, 유체의 주입이 가능한 주입부 (114) 및 유체가 배출되는 배출부 (미도시) 각각에 대응할 수 있다. 한편, 주입부 (114) 상에, 누수 없이 미세 유체 장치 내부로 유체를 유동시키거나, 누수 없이 타 모듈형 미세 유체 장치로 유체를 유동시키도록 구성된, 튜브가 배치될 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 제1 하우징부 (110a) 는 다양한 기능성 모듈이 배치되는 반응 영역과 방열부 (120) 에 대응하는 방열 영역을 포함한다. 이때, 제2 하우징부 (110b) 는 두 개의 수용부를 포함할 수 있다. 하나의 수용부는 방열 영역에 대응하는 방열부 (120) 의 적어도 일부 영역과 대응하고, 나머지 수용부는 기능성 유닛들이 배치되는 반응 영역에 대응할 수 있다. 4A (a) and (b), the body portion 110 is a body forming a lower portion of the housing portion, the coupling portion (112a, 112b) is disposed a first housing portion (110a), and the first A second housing part 110b that can be fastened to the housing part 110b and forms an upper part of the housing part 110 is included. In this case, the first housing part 110a and the second housing part 110b may include grooves symmetrical to corresponding surfaces to form a hole during fastening. The hole generated by the coupling of the housing parts 110a and 110b may correspond to the injection part 114 through which the fluid can be injected and the discharge part (not shown) through which the fluid is discharged. Meanwhile, a tube configured to flow a fluid into the microfluidic device without leakage or to other modular microfluidic devices without leakage may be disposed on the injection unit 114 . According to a feature of the present invention, the first housing unit 110a includes a reaction area in which various functional modules are disposed and a heat dissipation area corresponding to the heat dissipation unit 120 . In this case, the second housing part 110b may include two accommodating parts. One accommodating part may correspond to at least a partial area of the heat dissipating part 120 corresponding to the heat dissipating area, and the other accommodating part may correspond to a reaction area in which functional units are disposed.

한편, 제2 하우징부 (110b) 의 상부에, 후술할 커버부 및 냉각펜이 배치될 수 있다.Meanwhile, a cover part and a cooling pen, which will be described later, may be disposed on the second housing part 110b.

다음으로, 도 4b를 참조하면, 제1 하우징부 (110a) 는 트렌치부 (116) 를 더 포함할 수 있다. 이때, 트렌치부 (116) 는, 후술할 유체 유동부의 일부가 삽입 가능한 홈일 수 있다. 보다 구체적으로, 트렌치부 (116) 의 높이는 후술할 유체 유동부에 형성된 유체의 유동을 위한 홀의 위치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Next, referring to FIG. 4B , the first housing part 110a may further include a trench part 116 . In this case, the trench part 116 may be a groove into which a part of the fluid flow part to be described later can be inserted. More specifically, the height of the trench portion 116 may be set in various ways according to the location of the hole for the flow of the fluid formed in the fluid flow portion to be described later.

다음으로, 도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부를 예시적으로 도시한 것이다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부 상의 열 확산부를 예시적으로 도시한 것이다.Next, FIG. 5A exemplarily shows a temperature controller of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 5B exemplarily shows a heat spreader on the temperature controller of the modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 5a를 참조하면, 온도 조절부 (140) 는, 전압의 인가에 따라 열을 전도하도록 구성된 열 전도부 (140a) 및 상기 열 전도부와 연결된 전극 (140b) 를 포함할 수 있다. 바람직하게, 온도 조절부 (140) 는 전류의 방향에 따라 열 방출 또는 열 흡수되는 면이 상이한 펠티어 (Peltier) 소자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 온도 조절부 (140) 는 단순 전기식 히터, 광 방식 히터 (IR히터), 유도가열 히터일 수도 있다. First, referring to FIG. 5A , the temperature controller 140 may include a heat conduction unit 140a configured to conduct heat according to application of a voltage and an electrode 140b connected to the heat conduction unit. Preferably, the temperature control unit 140 may be a Peltier device having a different surface in which heat is emitted or absorbed according to the direction of the current, but is not limited thereto. For example, the temperature controller 140 may be a simple electric heater, an optical heater (IR heater), or an induction heating heater.

본 발명의 특징에 따르면, 온도 조절부 (140) 의 열 전도부 (140a) 는 제1 하우징부 (110a) 의 반응 영역에 배치되고, 전극 (140b) 은 제1 하우징부 (110a) 의 발열 영역에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 전극 (140b) 은 하우징부 (110) 의 형태에 따라 보다 다양하게 위치될 수 있다. According to a feature of the present invention, the heat conduction unit 140a of the temperature control unit 140 is disposed in the reaction region of the first housing unit 110a, and the electrode 140b is disposed in the heat generation region of the first housing unit 110a. can be placed. However, the present invention is not limited thereto, and the electrode 140b may be positioned more variously depending on the shape of the housing part 110 .

본 발명의 특징에 따르면, 온도 조절부 (140) 의 적어도 일 면은 온도 편차를 줄이기 위한 금속층 (미도시) 이 더욱 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 온도 조절부 (140) 의 상부 및/또는 하부에 후술할 열 확산부 및 제1 바디부와의 물리적 접촉성 향상 및 열 전달율 향상을 위해, 액상의 열전도성 물질이 도포되거나, 박막 형태의 열 전도성 물질 (예를 들어, 금속, 카본, 폴리머 등) 이 더욱 배치될 수 있다. According to a feature of the present invention, at least one surface of the temperature control unit 140 may further include a metal layer (not shown) for reducing a temperature deviation. More specifically, in order to improve physical contact and heat transfer rate with the heat diffusion unit and the first body portion to be described later on the upper and/or lower portion of the temperature control unit 140 , a liquid thermal conductive material is applied, or a thin film A thermally conductive material in the form of (eg, metal, carbon, polymer, etc.) may further be disposed.

도 5b를 함께 참조하면, 온도 조절부 (140) 의 상부면에 열 확산부 (150) 가 배치될 수 있다. 이때, 열 확산부 (150) 는 열 전도성을 갖고 있으며 평탄한 표면을 가져 온도 조절부 (140) 로부터 발생된 열의 전달 균일성 편차를 줄이도록 구성될 수 있다. 즉, 열 확산부 (150) 에 의해, 온도 조절부 (140) 로부터 발생된 열은 후술할 반응부의 전면에 일정한 수준으로 전달될 수 있다. 이때, 반응부에 열을 전달하는 열 확산부 (150) 의 일부면은, 다른면 보다 높이가 높을 수 있다. Referring to FIG. 5B together, the heat spreader 150 may be disposed on the upper surface of the temperature controller 140 . In this case, the heat spreader 150 may be configured to have thermal conductivity and to have a flat surface to reduce the uniformity of transfer of heat generated from the temperature controller 140 . That is, by the heat diffusion unit 150 , the heat generated from the temperature control unit 140 may be transferred to the front surface of the reaction unit to be described later at a constant level. In this case, some surfaces of the heat diffusion unit 150 that transfer heat to the reaction unit may have a higher height than the other surfaces.

본 발명의 특징에 따르면, 열 확산부 (150) 상에, 온도 조절부 (140) 가 제1 하우징부 (110a) 에 보다 안정적으로 고정되도록, 체결홀과 체결 가능한 체결홀 (152) 이 더 구비될 수 있다.According to a feature of the present invention, a fastening hole 152 capable of being fastened with a fastening hole is further provided on the heat diffusion unit 150 so that the temperature control unit 140 is more stably fixed to the first housing unit 110a. can be

다음으로, 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부를 예시적으로 도시한 것이다. 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부 및 하우징부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다. 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부를 통한 반응부로의 유체 이동 경로를 예시적으로 도시한 것이다. 도 6d 및 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부와 온도 조절부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.Next, FIG. 6A exemplarily shows a fluid flow part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 6B exemplarily illustrates a coupling structure of a fluid flow part and a housing part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 6C exemplarily illustrates a fluid movement path to a reaction unit through a fluid flow unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 6D and 6E illustrate a coupling structure of a fluid flow unit and a temperature control unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 유체 유동부 (160) 는, 수직부 (160a) 및 바닥면과 수평을 이루는 수직부 (160a) 상의 수평부 (160b) 로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6b를 함께 참조하면, 수직부 (160a) 는 제1 하우징부 (110a) 의 트렌치부 (116) 에 삽입될 수 있고, 제1 하우징부 (110a) 의 주입부 (114) 에 대응하는 제1 홀 (162) 을 포함할 수 있다. 이에, 수직부 (160a) 는 주입부 (114) 를 통해 유입된 유체를 상부로 유동시킬 수 있다. 한편, 수평부 (160b) 는, 반응부가 상부에 배치되며, 반응부의 유동 채널에 대응하는 제2 홀 (164) 를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6A , the fluid flow part 160 may include a vertical part 160a and a horizontal part 160b on the vertical part 160a that is parallel to the bottom surface. More specifically, referring to FIG. 6B together, the vertical portion 160a may be inserted into the trench portion 116 of the first housing portion 110a, and may be inserted into the injection portion 114 of the first housing portion 110a. a corresponding first hole 162 . Accordingly, the vertical portion 160a may flow the fluid introduced through the injection portion 114 upward. Meanwhile, the horizontal part 160b may include a second hole 164 on which the reaction part is disposed and corresponds to the flow channel of the reaction part.

보다 구체적으로 도 6c의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 제1 하우징부 (110a) 에 유체 유동부 (160) 가 삽입되고, 유체 유동부 (160) 상에 반응부 (170) 가 배치된다. 도 6c의 (a)를 참조하면, 수직부 (160a) 가 제1 하우징부 (110a) 제1 하우징부 (110a) 의 트렌치부 (116) 에 삽입될 경우, 제1 홀 (162) 이 제1 하우징부 (110a) 의 주입부 (114) 에 대응함에 따라, 유체는 주입부 (114) 를 통해 제1 홀 (162) 로 유동할 수 있다. 다음으로, 도 6c의 (b)를 참조하면, 수직부 (160a) 의 유체는 상부로 유동한 후, 수평부 (160b) 에 도달하게 된다. 이때, 상부로 유동한 유체는, 수평부 (160b) 의 제2 홀 (164) 을 통해 반응부 (170) 로 유동될 수 있다. 최종적으로, 도 6c의 (c)를 참조하면, 유체는 반응부 (170) 내부의 유동 채널 (172) 로 유동하게 되며, 표적 유전자의 증폭을 위한 온도 처리에 따라 반응부 (170) 내에서 반응한다. More specifically, referring to (a), (b) and (c) of FIG. 6C , the fluid flow part 160 is inserted into the first housing part 110a, and the reaction part ( 170) is placed. Referring to (a) of FIG. 6C , when the vertical portion 160a is inserted into the first housing portion 110a and the trench portion 116 of the first housing portion 110a, the first hole 162 is formed in the first As it corresponds to the injection part 114 of the housing part 110a, the fluid may flow to the first hole 162 through the injection part 114 . Next, referring to FIG. 6C (b), the fluid in the vertical portion 160a flows upward and then reaches the horizontal portion 160b. In this case, the fluid flowing upward may flow to the reaction unit 170 through the second hole 164 of the horizontal unit 160b. Finally, referring to FIG. 6c (c), the fluid flows into the flow channel 172 inside the reaction unit 170, and reacts in the reaction unit 170 according to the temperature treatment for amplification of the target gene. do.

즉, 이러한 구조적 특징에 의해 유체는, 수직부 (160a) 에 의해 반응부가 위치한 상부로 유동한 후, 수평부 (160b) 에 의해 반응부 내의 유동 채널로 유동할 수 있다. That is, due to this structural feature, the fluid may flow to the upper part where the reaction part is located by the vertical part 160a and then to the flow channel in the reaction part by the horizontal part 160b.

다음으로, 도 6d를 참조하면, 유체 유동부 (160) 는 열 확산부 (150) 의 상부에 배치될 수 있다. 이때, 유체 유동부 (160) 의 수평부 (160b) 는, 열 확산부 (150) 의 일부 면과 동일한 높이로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6e를 함께 참조하면, 유체 유동부 (160) 의 수직부 (160a) 및 수평부 (160b)는 온도 조절부 (140) 로부터 방출된 열이 열 확산부 (150) 를 통해 반응부 (170) 로 전달되도록, 열 확산부 (150) 와 이격되어 배치될 수 있다. 특히, 유체 유동부 (160) 및 온도 조절부 (140) 의 이격된 공간에 공기층이 형성될 수 있다. 이러한 공기층은, 반응부 (170) 에 전달된 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수도 있다. 이때, 이들의 이격된 간격은 2mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 나아가, 수평부 (160b) 는, 수평부 (160b) 상에 배치된 반응부 (170) 와 하부에 존재하는 열 확산부 (150) 의 적어도 일면이 직접 맞닿도록 메인홀을 포함할 수 있다. 이에, 온도 조절부 (140) 의 열 전도부 (140a) 와 결합된 열 확산부 (150) 는 반응부 (170) 에 열을 높은 효율로 전달할 수 있다. Next, referring to FIG. 6D , the fluid flow unit 160 may be disposed above the heat spreader 150 . In this case, the horizontal portion 160b of the fluid flow portion 160 may be disposed at the same height as a partial surface of the heat spreader 150 . More specifically, referring to FIG. 6E , the vertical portion 160a and the horizontal portion 160b of the fluid flow portion 160 react with heat emitted from the temperature controller 140 through the heat spreader 150 . To be transferred to the unit 170 , it may be disposed to be spaced apart from the heat spreader 150 . In particular, an air layer may be formed in a space spaced apart from the fluid flow unit 160 and the temperature control unit 140 . Such an air layer may prevent the heat transferred to the reaction unit 170 from escaping to the outside. In this case, the spaced distance between them may be 2 mm, but is not limited thereto. Furthermore, the horizontal portion 160b may include a main hole such that at least one surface of the reaction portion 170 disposed on the horizontal portion 160b and at least one surface of the heat diffusion portion 150 existing thereunder is in direct contact. Accordingly, the heat diffusion unit 150 coupled to the heat conduction unit 140a of the temperature control unit 140 can transfer heat to the reaction unit 170 with high efficiency.

다음으로, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 반응부의 구조를 예시적으로 도시한 것이다. Next, FIG. 7 exemplarily shows the structure of the reaction unit of the modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

이때, 반응부 (170) 는 실질적으로 유체 내의 표적 유전자에 대한 PCR 반응이 일어나는 유닛으로, 유체가 주입되는 주입홀 (171), 유체가 유동하는 유동 채널 (172), 유체의 유동을 조절하는 벨브부 (174) 를 포함할 수 있다. 나아가, 반응부 (170) 는 실질적으로 온도에 따라 유체 내 유전자의 증폭 반응이 일어나는 반응 챔버 (176), 및 반응 챔버 (176) 를 둘러싸는 열 확산 차단부 (178), 및 반응이 끝난 유체 시료를 유동시키는 배출홀 (179) 을 포함할 수 있다. At this time, the reaction unit 170 is a unit in which a PCR reaction for a target gene in the fluid occurs substantially, the injection hole 171 into which the fluid is injected, the flow channel 172 through which the fluid flows, and a valve for controlling the flow of the fluid. portion 174 . Furthermore, the reaction unit 170 includes a reaction chamber 176 in which an amplification reaction of a gene in a fluid occurs substantially according to temperature, a thermal diffusion blocking unit 178 surrounding the reaction chamber 176, and a fluid sample after the reaction It may include a discharge hole 179 for flowing.

이때, 주입홀 (171) 은, 전술한 바와 같이 유체 유동부 (160) 의 제2 홀 (164) 에 대응함에 따라, 하우징부 (110) 의 주입부 (114) 로부터 유입된 유체가 유동 채널 (172) 내부로 유동할 수 있다. 벨브부 (174) 는 유체의 흐름을 조절하도록 구성되어, PCR 반응이 일어나는 동안, 반응 챔버 (176) 내에 유체를 가두도록 유동 채널 (172) 내의 유체의 흐름을 멈추도록 구성될 수 있다. 특히, 벨브부 (174) 상에는 벨브부를 상부에서 막는 체결부 (미도시) 가 더욱 배치될 수 있다. 이에, 유체의 흐름은, 체결부 및 벨브부의 체결 정도에 따라 조절될 수 있다. At this time, as the injection hole 171 corresponds to the second hole 164 of the fluid flow unit 160 as described above, the fluid introduced from the injection unit 114 of the housing unit 110 flows through the flow channel ( 172) can flow inward. The valve portion 174 may be configured to regulate the flow of the fluid, and may be configured to stop the flow of the fluid in the flow channel 172 to confine the fluid in the reaction chamber 176 during the PCR reaction. In particular, a fastening part (not shown) for blocking the valve part from the top may be further disposed on the valve part 174 . Accordingly, the flow of the fluid may be adjusted according to the degree of fastening of the fastening part and the valve part.

본 발명의 특징에 따르면, 반응부 (170) 중, 벨브부 (174) 및 반응 챔버 (176) 가 배치된 반응 영역은, 표적 유전자의 증폭을 위한 온도 환경이 조성되도록, 전술한 열 확산부 (150) 와 직접 맞닿는 영역일 수 있다. 나아가, 반응 영역을 둘러싸는 열 확산 차단부 (178) 는, 전술한 유체 유동부 (160) 의 수평부 (160b) 및 열 확산부 (150) 가 이격된 공간에 대응하는 슬릿일 수 있다. 이에 반응부 (170), 특히 반응 영역에 전달된 열의 확산이 차단될 수 있다. According to a feature of the present invention, in the reaction region in which the valve unit 174 and the reaction chamber 176 are disposed among the reaction unit 170, the heat diffusion unit ( 150) and may be in direct contact with . Furthermore, the heat diffusion blocking portion 178 surrounding the reaction region may be a slit corresponding to a space in which the horizontal portion 160b of the fluid flow portion 160 and the heat diffusion portion 150 are spaced apart. Accordingly, diffusion of heat transferred to the reaction unit 170 , in particular, the reaction area may be blocked.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 반응부 (170) 는 내부 채널과 함께 벨브부가 배치된 박막의 필름 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 반응부는 일정한 높이를 갖는 챔버 형태를 가질 수 있다. According to another feature of the present invention, the reaction unit 170 may have a thin film form in which a valve unit is disposed together with an internal channel, but is not limited thereto. For example, the reaction unit may have a chamber shape having a constant height.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반응부 (170) 는 공기를 배출하도록 구성된 공기 배출부 (미도시) 를 더 포함할 수 있다. 이때, 공기 배출부는 공기 만을 외부로 배출시키도록 공기 필터를 포함할 수 있다. 한편, 공기 배출부는 반응부의 주입홀과 연결된 유동 채널과 연결되도록 구성될 수 있다. 이에, 유동 채널 내의 유체는 공기 필터에 의해, 벨브부에 도달하기 이전에 오토 스탑 (auto stop) 될 수 있다. 이후, 유체는 벨브부가 열리면 반응 챔버 내로 유동할 수 있다.According to another feature of the present invention, the reaction unit 170 may further include an air discharge unit (not shown) configured to discharge air. In this case, the air discharge unit may include an air filter to discharge only air to the outside. Meanwhile, the air discharge unit may be configured to be connected to a flow channel connected to the injection hole of the reaction unit. Thus, the fluid in the flow channel can be auto-stopped by the air filter before reaching the valve part. Thereafter, the fluid may flow into the reaction chamber when the valve portion is opened.

다음으로, 도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 커버부 및 체결부의 구조를 예시적으로 도시한 것이다. 도 8b 및 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 커버부 및 체결부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.Next, FIG. 8A exemplarily shows the structures of the cover part and the coupling part of the modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 8B and 8C exemplarily show a coupling structure of a cover part and a coupling part of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 8a의 (a)를 참조하면 전술한 반응부의 열 방출을 막기 위한 유닛인 커버부 (130) 는, 반응부를 덮고, 제2 하우징부와 체결 가능하도록 구성될 수 있다. 이때, 커버부 (130) 는 제2 하우징부와 서로 대응하는 위치에 일방향으로 관통하는 복수의 체결홀 (134) 이 배치될 수 있다. First, referring to (a) of FIG. 8A , the cover unit 130 , which is a unit for preventing heat dissipation of the above-described reaction unit, may cover the reaction unit and may be configured to be coupled to the second housing unit. In this case, in the cover part 130 , a plurality of fastening holes 134 penetrating in one direction may be disposed at positions corresponding to the second housing part.

또한, 도 8a의 (b)를 참조하면 체결홀 (134) 을 관통하는 체결부 (132) 를 통해 고정될 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면 체결부 (132) 는 체결부의 바디 (132a) 를 둘러싸는 스프링부 (132b) 와 스프링부 (132b) 와 체결부의 바디 (132a) 사이에 존재하는 와셔부 (132c) 를 포함할 수 있다. In addition, referring to (b) of FIG. 8A , it may be fixed through the fastening part 132 penetrating the fastening hole 134 . According to a feature of the present invention, the fastening part 132 includes a spring part 132b surrounding the body 132a of the fastening part, and a washer part 132c existing between the spring part 132b and the body 132a of the fastening part. can do.

도 8b를 참조하면, 복수의 체결부의 바디 (132a) 가 커버부 (130) 및 제2 하우징부 (132b) 의 체결홀 (134) 를 통해 삽입될 경우, 스프링부 (132b) 는 체결홀 (134) 의 내부에 존재할 수 있다. 이에, 복수의 체결부 (132) 가 커버부 (130) 와 제2 하우징부 (110b) 에 삽입 (체결) 되는 정도가 상이하더라도, 이들 커버부 (130) 및 제2 하우징부 (110b) 는 밸런스를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 8B , when the bodies 132a of the plurality of fastening parts are inserted through the fastening holes 134 of the cover 130 and the second housing 132b, the spring part 132b is formed through the fastening holes 134 . ) can exist inside the . Accordingly, even if the degree of insertion (fastening) of the plurality of fastening parts 132 to the cover part 130 and the second housing part 110b is different, these cover parts 130 and the second housing part 110b are balanced. can keep

더욱이, 도 8c를 참조하면, 체결부 (132) 에 의한 커버부 (130) 및 제2 하우징부 (110b) 의 체결에 의해 이들 사이에 배치된 반응부 (170) 가 보다 안정적으로 모듈형 미세 유체 장치 (100') 내부에 고정될 수 있다. 나아가, 반응부 (170) 의 열 확산이 차단될 수 있다. Furthermore, referring to FIG. 8C , by fastening the cover part 130 and the second housing part 110b by the fastening part 132 , the reaction part 170 disposed therebetween is more stably modularized microfluidic. It may be secured within the device 100'. Furthermore, heat diffusion of the reaction unit 170 may be blocked.

다음으로, 도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 냉각펜의 구조를 예시적으로 도시한 것이다. 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 냉각펜과 방열부의 결합 구조를 예시적으로 도시한 것이다.Next, FIG. 9A exemplarily shows the structure of a cooling pen of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention. 9B exemplarily illustrates a coupling structure of a cooling pen and a heat dissipation unit of a modular microfluidic device according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 9a를 참조하면, 방열부에 배치되는 선택적으로 배치되는 냉각펜 (126) 이 도시된다. 이때 냉각펜 (126) 은 공기의 유동을 발생시키는 펜 (미도시), 펜의 회전을 유도하는 모터 (미도시), 전력 공급부 (미도시) 로 이루어질 수 있다. 이러한 냉각펜은, 온도 조절부에 의해 상승된 하우징부의 온도를 식힐 수 있다. First, referring to FIG. 9A , a cooling pen 126 that is selectively disposed on a heat dissipation unit is shown. In this case, the cooling pen 126 may include a pen (not shown) generating a flow of air, a motor (not shown) inducing rotation of the pen, and a power supply unit (not shown). Such a cooling pen may cool the temperature of the housing unit raised by the temperature control unit.

도 9b를 함께 참조하면, 냉각펜 (126) 은 방열부 (120) 의 상부에 배치될 수 있고, 하우징부 내부의 고온의 공기를 슬릿 (122) 을 통해 외부로 유동시킬 수 있다. 이에, 표적 유전자의 증폭 유도에 따라 상승된 하우징부의 온도, 나아가 온도 조절부의 온도를 저하시킬 수 있다. Referring to FIG. 9B together, the cooling pen 126 may be disposed on the upper portion of the heat dissipation unit 120 , and may flow high-temperature air inside the housing unit to the outside through the slit 122 . Accordingly, it is possible to lower the temperature of the housing unit, which is increased according to the induction of amplification of the target gene, and furthermore, the temperature of the temperature control unit.

본 발명의 특징에 따르면, 냉각펜 (126) 은 방열부 내부의 복수의 필러와 일정한 간격으로 이격되도록 배치될 수도 있다. 예들 들어, 냉각펜 (126) 은 방열부의 하부면에 배치된 복수의 필러와 2mm의 간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에, 공기의 접촉면이 넓어짐에 따라, 온도 저하가 보다 빠르게 진행될 수 있다. According to a feature of the present invention, the cooling pen 126 may be disposed to be spaced apart from a plurality of fillers inside the heat dissipation unit at regular intervals. For example, the cooling pen 126 may be disposed at an interval of 2 mm from a plurality of fillers disposed on the lower surface of the heat dissipation unit. However, the present invention is not limited thereto. Accordingly, as the contact surface of the air is widened, the temperature decrease may proceed more rapidly.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 전술한 구조적 특징에 따라, 별도의 PCR 장치 없이도 유전자 증폭 기술의 구현이 가능하며, 저 농도로 존재하고 빠른 검출 결과가 요구되는 식중독 균과 같은 병원체의 검출과 같은 현장 진단 검사 시스템에 적용될 수 있다.The modular microfluidic device according to various embodiments of the present invention, according to the structural features described above, enables the implementation of gene amplification technology without a separate PCR device. It can be applied to point-of-care diagnostic test systems such as detection of the same pathogen.

따라서, 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 유전자 증폭을 위한 시료와 함께 유전자 증폭을 위한 키트로서 제공될 수 있다. Accordingly, the modular microfluidic device according to various embodiments may be provided as a kit for gene amplification together with a sample for gene amplification.

특히, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 온도 조절부에 대하여 반응부로의 열 전도 효율을 높이는 구성들이 배치되고, 유전자 증폭 반응이 일어나는 반응부에 대하여 열의 확산을 방지하는 구성들이 배치될 수 있다. 나아가, 온도 조절부에 의해 상승된 모듈형 미세 유체 장치의 바디의 온도를 낮추고, 유전자 증폭을 위한 온도 사이클링을 제공하는 방열부가 배치될 수 있다. In particular, in the modular microfluidic device according to various embodiments of the present invention, components are arranged to increase heat conduction efficiency to the reaction unit with respect to the temperature control unit, and heat diffusion is prevented with respect to the reaction unit where the gene amplification reaction occurs. can be placed. Furthermore, a heat dissipation unit may be disposed to lower the temperature of the body of the modular microfluidic device raised by the temperature control unit and provide temperature cycling for gene amplification.

이에, 본 발명은, 유전자 증폭 효율이 높은 모듈형의 미세 유체 장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can provide a modular microfluidic device with high gene amplification efficiency.

더욱이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치는, 고가의 장비의 요구, 이송의 어려움 및 기술의 난제 등에 따라 현장에서 적용하기 어려운 종래의 미세 유체 장치의 한계를 극복할 수 있다. Moreover, the modular microfluidic device according to various embodiments of the present invention can overcome the limitations of the conventional microfluidic device, which is difficult to apply in the field due to the demand for expensive equipment, difficulty in transport, and technical difficulties.

이에, 본 발명은 상기와 같은 구조의 미세 유체 장치를 제공함으로써, 다양하고 정확한 실험 데이터를 획득할 수 있음은 물론, 특정 부위의 변형 혹은 파손 시 해당 부분의 유체 칩만을 교체 가능하여 제조 및 유지비용을 절감할 수 있다. Accordingly, the present invention provides a microfluidic device having the structure as described above, so that various and accurate experimental data can be obtained, and only the fluid chip of the corresponding part can be replaced when a specific part is deformed or damaged, so manufacturing and maintenance costs can save

이하에서는, 도 10을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자의 증폭 방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치에 기초한 유전자 증폭의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.Hereinafter, a gene amplification method based on a modular microfluidic device according to various embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 10 . 10 exemplarily shows a procedure of gene amplification based on a modular microfluidic device according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 먼저 표적 유전자의 증폭을 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 반응부 상에 표적 유전자를 포함하는 유체가 주입된다 (S110). 그 다음, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부에 의해 미리 결정된 온도 환경이 조절되고, 표적 유전자의 증폭이 유도된다 (S120).Referring to FIG. 10 , first, in order to amplify the target gene, a fluid including the target gene is injected onto the reaction unit of the modular microfluidic device according to various embodiments of the present disclosure ( S110 ). Then, a predetermined temperature environment is controlled by the temperature control unit of the modular microfluidic device according to various embodiments of the present disclosure, and amplification of the target gene is induced ( S120 ).

보다 구체적으로, 표적 유전자를 포함하는 유체가 주입되는 단계 (S110) 에서, 유체는 모듈형 미세 유체 장치의 주입부를 통해 주입될 수 있다. More specifically, in the step S110 of injecting the fluid including the target gene, the fluid may be injected through the injection unit of the modular microfluidic device.

예를 들어, 표적 유전자를 포함하는 유체가 주입되는 단계 (S110) 에서, 유체는 모듈형 미세 유체 장치와 연결된 타 모듈 미세 유체장치로부터 주입부를 통해 내부로 주입될 수 있다. 그 다음, 유체는 모듈형 미세 유체 장치의 유체 유동부의 수직부에 의해 상부로 유동하고, 유체 유동부의 수평부를 통해 이의 상부에 위치한 반응부, 보다 구체적으로 반응부 내부의 유동 채널로 유동할 수 있다. 다음으로, 유체는 반응부의 벨브부가 열리면 유동 채널과 연결된 반응 챔버에 도달하게 된다. 유체가 반응 챔버에 도달하게 되면, 반응부의 벨브부가 닫히게 된다. For example, in the step of injecting the fluid including the target gene ( S110 ), the fluid may be injected from another module microfluidic device connected to the modular microfluidic device through the injection unit. Then, the fluid flows upward by the vertical part of the fluid flow part of the modular microfluidic device, and through the horizontal part of the fluid flow part, it can flow into the reaction part located above it, more specifically, the flow channel inside the reaction part. . Next, the fluid reaches the reaction chamber connected to the flow channel when the valve part of the reaction part is opened. When the fluid reaches the reaction chamber, the valve part of the reaction part is closed.

본 발명의 특징에 따르면, 표적 유전자를 포함하는 유체가 주입되는 단계 (S110) 이전에, 표적 유전자의 증폭을 위한 전처리가 수행되는 단계가 더 수행될 수 있다.According to a feature of the present invention, before the step of injecting the fluid containing the target gene (S110), a step of performing pretreatment for amplification of the target gene may be further performed.

예를 들어, 전처리가 수행되는 단계에서, 유체 시료는, 유체 시료의 종류에 따라 유전자의 추출은 위한 용균 (lysis) 과정, 또는 유체 시료 내의 불순물을 제거하기 위한 필터링 과정, 또는 PCR의 수행을 위한 프라이머, PCR 리액션 버퍼 (PCR reaction buffer) 등의 시료들과의 믹싱 과정을 거칠 수 있다.For example, in the pretreatment step, the fluid sample is subjected to a lysis process for extracting genes, a filtering process for removing impurities in the fluid sample, or PCR according to the type of the fluid sample. A mixing process with samples such as primers and PCR reaction buffer may be performed.

마지막으로, 표적 유전자의 증폭이 유도되는 단계 (S120) 에서, 표적 유전자의 증폭을 위해 미리 결정된 온도 환경이 조성된다.Finally, in the step S120 in which the amplification of the target gene is induced, a predetermined temperature environment is created for the amplification of the target gene.

예를 들어, 표적 유전자의 증폭이 유도되는 단계 (S120) 에서, 유체가 포집된 반응 챔버는, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하는 온도 조절부에 의해 PCR을 위한 온도 환경이 조성될 수 있다. 보다 구체적으로, 온도 조절부는 DNA의 변성 (Denaturation), 결합 (Annealing), 신장 (Elongation) 의 유도를 위해 미리 결정된 온도를 반응 챔버에 전달할 수 있다. 최종적으로, 반응 챔버 상의 증폭된 표적 유전자가 획득될 수 있다.For example, in the step S120 in which the amplification of the target gene is induced, in the reaction chamber in which the fluid is collected, a temperature environment for PCR may be created by a temperature control unit that provides a temperature of a predetermined level. More specifically, the temperature control unit may transmit a predetermined temperature to the reaction chamber to induce denaturation, annealing, and elongation of DNA. Finally, the amplified target gene on the reaction chamber can be obtained.

이상의 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유전자 증폭 방법은, 별도의 PCR 장치 없이도 유전자 증폭 기술의 구현이 가능하다. 이에, 상기 방법은 저 농도로 존재하고 빠른 검출 결과가 요구되는 식중독 균과 같은 병원체의 검출과 같은 현장 진단 검사 시스템에 적용될 수 있다.In the gene amplification method according to various embodiments of the present invention, it is possible to implement a gene amplification technique without a separate PCR device. Accordingly, the method can be applied to a point-of-care diagnostic test system, such as detection of pathogens such as food poisoning bacteria, which exist in low concentrations and require a fast detection result.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 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.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 모듈형 미세 유체 장치
200: 타 모듈형 미세 유체 장치
110: 하우징부
110a: 제1 하우징부
110b: 제2 하우징부
112a: 제1 결합부
112b: 제2 결합부
114: 주입부
116: 트렌치부
120: 방열부
122: 슬릿
124: 필러
126: 냉각펜
130: 커버부
132: 체결부
132a: 체결부의 바디
132b: 스프링부
132c: 와셔부
134, 152: 체결홀
140: 온도 조절부
140a: 열 전도부
140b: 전극
150: 열 확산부
160: 유체 유동부
160a: 수직부
160b: 수평부
162: 제1 홀
164: 제2 홀
166: 제3 홀
170: 반응부
171: 주입홀
172: 유동 채널
174: 벨브부
176: 반응 챔버
178: 열 확산 차단부
179: 배출홀
1000: 유체 유동 시스템100: modular microfluidic device
200: other modular microfluidic device
110: housing unit
110a: first housing part
110b: second housing unit
112a: first coupling part
112b: second coupling part
114: injection unit
116: trench portion
120: heat dissipation unit
122: slit
124: filler
126: cooling pen
130: cover part
132: fastening part
132a: body of the fastening part
132b: spring part
132c: washer
134, 152: fastening hole
140: temperature control unit
140a: heat conduction unit
140b: electrode
150: heat spreader
160: fluid flow part
160a: vertical
160b: horizontal
162: first hole
164: 2nd hole
166: 3rd hole
170: reaction unit
171: injection hole
172: flow channel
174: valve part
176: reaction chamber
178: heat diffusion barrier
179: discharge hole
1000: fluid flow system

Claims (22)

모듈형 미세 유체 장치로서,
유체가 유입 가능한 주입부, 상기 유체가 배출 가능한 배출부 및 다른 모듈형 미세 유체 장치와 연결 가능한 결합부를 포함하는 하우징부;
적어도 일부가 상기 하우징부 내측에 수용되고, 미리 결정된 수준의 온도를 제공하도록 구성된 온도 조절부, 및
상기 주입부로부터 상기 유체가 주입되어 상기 배출부로 유동하는 유동 채널와 상기 유체의 유동을 조절하는 벨브부가 배치된 반응부를 포함하고,
상기 온도 조절부는, 전압의 인가에 따라 열을 전도하도록 구성된 열 전도부 및 상기 열 전도부와 연결된 전극을 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.A modular microfluidic device comprising:
a housing unit including an injection unit through which a fluid can be introduced, a discharge unit through which the fluid can be discharged, and a coupling unit connectable to another modular microfluidic device;
a temperature control unit at least a portion of which is received inside the housing unit and configured to provide a predetermined level of temperature; and
A flow channel through which the fluid is injected from the injection unit and flows to the discharge unit and a reaction unit in which a valve for controlling the flow of the fluid is disposed,
The temperature control unit, a modular microfluidic device comprising a heat conducting unit configured to conduct heat according to the application of a voltage and an electrode connected to the heat conducting unit. 제1항에 있어서,
상기 하우징부 또는 상기 온도 조절부와 연결된 방열부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The modular microfluidic device further comprising a heat dissipation unit connected to the housing unit or the temperature control unit. 제2항에 있어서,
상기 방열부는,
복수의 필러 및 냉각펜 중 적어도 하나를 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치. 3. The method of claim 2,
The heat dissipation unit,
A modular microfluidic device comprising at least one of a plurality of fillers and cooling pens. 제3항에 있어서,
상기 방열부는,
상기 복수의 필러 및 상기 냉각펜을 포함하고,
상기 복수의 필러는,
상기 방열부의 일면에 배치되고,
상기 냉각펜은,
상기 복수의 필러와 일정한 거리로 이격되도록 상기 방열부 상에 배치된, 모듈형 미세 유체 장치.4. The method of claim 3,
The heat dissipation unit,
Including the plurality of fillers and the cooling pen,
The plurality of fillers,
It is disposed on one surface of the heat dissipation unit,
The cooling pen is
A modular microfluidic device disposed on the heat dissipation unit to be spaced apart from the plurality of fillers by a predetermined distance. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부 및 상기 반응부 사이에 배치되고, 상기 온도 조절부와 미리 결정된 간격으로 이격되고, 적어도 일면이 상기 하우징부의 상기 주입부에 대응하여 상기 유체를 상기 주입부로부터 상기 반응부의 상기 유동 채널로 유동시키도록 구성된, 유체 유동부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치. According to claim 1,
It is disposed between the temperature control unit and the reaction unit, is spaced apart from the temperature control unit at a predetermined interval, and at least one surface corresponds to the injection unit of the housing unit, and the fluid flows from the injection unit to the flow channel of the reaction unit. A modular microfluidic device, further comprising a fluid flow portion configured to flow into 제5항에 있어서,
상기 하우징부는 트렌치부 (trench) 를 더 포함하고,
상기 유체 유동부는,
상기 트렌치부에 삽입되고 상기 트렌치부에 삽입 시 상기 주입부에 대응하는 제1 홀이 배치되고, 상기 제1 홀을 통해 상기 유체를 상부로 유동시키도록 구성된 수직부, 및
바닥면과 수평을 이루고, 상기 수직부의 상부에 배치되고, 상기 반응부의 상기 유동 채널에 대응하는 제2 홀이 배치된 수평부를 포함하고,
상기 수직부로부터 상부로 유동한 유체는,
상기 제2 홀을 통해 상기 반응부 내의 상기 유동 채널로 유동되는, 모듈형 미세 유체 장치. 6. The method of claim 5,
The housing portion further comprises a trench portion (trench),
The fluid flow unit,
A vertical portion inserted into the trench portion and provided with a first hole corresponding to the injection portion when inserted into the trench portion, and configured to flow the fluid upward through the first hole, and
Comprising a horizontal portion that is horizontal to the bottom surface, is disposed on the upper portion of the vertical portion, and has a second hole corresponding to the flow channel of the reaction portion,
The fluid flowing upward from the vertical part,
A modular microfluidic device that flows into the flow channel in the reaction unit through the second hole. 제6항에 있어서,
상기 수평부는,
메인홀을 포함하고,
상기 메인홀을 통해, 상기 반응부의 적어도 일면이 상기 온도 조절부와 직접 맞닿는, 모듈형 미세 유체 장치. 7. The method of claim 6,
The horizontal part,
including the main hall;
Through the main hole, at least one surface of the reaction unit is in direct contact with the temperature control unit, modular microfluidic device. 제1항에 있어서,
상기 하우징부는,
하부를 형성하는 제1 하우징부, 및
상부를 형성하고, 상기 제1 하우징부의 적어도 일면과 체결 가능하고, 수용부를 포함하는 제2 하우징부를 포함하고,
상기 수용부는,
상기 온도 조절부 및 상기 반응부의 적어도 일부를 수용하도록 구성된, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The housing part,
a first housing portion defining a lower portion; and
and a second housing portion forming an upper portion, engageable with at least one surface of the first housing portion, and including a receiving portion,
The receiving unit,
A modular microfluidic device configured to receive at least a portion of the temperature control unit and the reaction unit. 제8항에 있어서,
상기 주입부 및 배출부 각각은,
상기 제1 하우징부 및 상기 제2 하우징부의 체결에 의한 주입홀 및 배출홀에 대응하고,
상기 결합부는 상기 제1 하우징부 상에 배치된, 모듈형 미세 유체 장치. 9. The method of claim 8,
Each of the injection unit and the discharge unit,
Corresponding to the injection hole and the discharge hole by the fastening of the first housing part and the second housing part,
The coupling portion is disposed on the first housing portion, modular microfluidic device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응부의 상부면의 적어도 일부를 덮고, 상기 하우징부와 체결 가능한 커버부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The modular microfluidic device further comprising a cover part that covers at least a portion of the upper surface of the reaction part and is engageable with the housing part. 제11항에 있어서,
상기 반응부를 고정하도록 구성된 체결부를 더 포함하고,
상기 커버부 및 상기 하우징부는, 서로 대응하는 위치에 일방향으로 관통하는 체결홀을 각각 포함하고,
상기 체결부는,
상기 체결홀을 통해 상기 커버부 및 상기 하우징부를 관통하여 고정하도록 구성된, 모듈형 미세 유체 장치.12. The method of claim 11,
Further comprising a fastening part configured to fix the reaction part,
The cover part and the housing part each include fastening holes penetrating in one direction at positions corresponding to each other,
The fastening part,
A modular microfluidic device configured to penetrate and fix the cover part and the housing part through the fastening hole. 제12항에 있어서,
상기 체결부는, 상기 체결부의 외부 감싸는 스프링부를 더 포함하고,
상기 스프링부는,
상기 체결홀과 동일하거나 상기 체결홀보다 작은 직경을 갖고,
상기 체결부의 체결 시, 상기 체결홀 내부에 존재하는, 모듈형 미세 유체 장치.13. The method of claim 12,
The fastening part further comprises a spring part surrounding the outer part of the fastening part,
The spring part,
It has the same diameter as the fastening hole or smaller than the fastening hole,
A modular microfluidic device that is present inside the fastening hole when the fastening part is fastened. 제1항에 있어서,
상기 반응부는,
온도에 따른 상기 유체 내 반응이 일어나는 반응 챔버, 및
상기 반응 챔버를 둘러싸는 열 확산 차단부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The reaction unit,
a reaction chamber in which a reaction in the fluid with temperature takes place, and
The modular microfluidic device further comprising a thermal diffusion barrier surrounding the reaction chamber. 제1항에 있어서,
상기 반응부는,
공기를 배출하도록 구성된 공기 배출부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The reaction unit,
The modular microfluidic device further comprising an air exhaust configured to exhaust air. 제1항에 있어서,
상기 반응부는,
상기 유동 채널 및 상기 벨브부가 배치된 박막의 필름 형태 또는, 높이를 갖는 챔버 형태인, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The reaction unit,
A modular microfluidic device in the form of a thin film or a chamber having a height in which the flow channel and the valve are disposed. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부로부터 발생된 열을 상기 반응부로 전달하도록 구성되고, 하부면이 상기 온도 조절부와 접촉하고, 상부면이 상기 반응부와 접촉하는 열 확산부를 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The modular microfluidic device further comprising: a heat spreader configured to transfer heat generated from the temperature control unit to the reaction unit, a lower surface in contact with the temperature control unit, and a heat diffusion unit having an upper surface in contact with the reaction unit. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부는,
상부면 상에 배치된 금속 코팅층을 더 포함하는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The temperature control unit,
A modular microfluidic device, further comprising a metal coating layer disposed on the top surface. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부는,
IR 광 조사에 의하여 온도가 상승하는 시스템, 또는 전자기파 유도가열에 의하여 온도가 상승하는 시스템에 기초한 것인, 모듈형 미세 유체 장치. According to claim 1,
The temperature control unit,
A modular microfluidic device, which is based on a system in which the temperature is raised by IR light irradiation, or a system in which the temperature is raised by electromagnetic wave induction heating. 제1항에 있어서,
상기 온도 조절부는,
상부면 또는 하부면에 열 전도성 물질이 도포되거나, 또는 열 전도성의 박막 시트가 더욱 배치되는, 모듈형 미세 유체 장치.According to claim 1,
The temperature control unit,
A modular microfluidic device, wherein a thermally conductive material is applied to the upper surface or the lower surface, or a thermally conductive thin film sheet is further disposed. 제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항의 모듈형 미세 유체 장치의 반응부에 표적 유전자를 포함하는 유체를 주입하는 단계, 및
상기 반응부 내의 상기 표적 유전자의 증폭을 유도하도록, 상기 모듈형 미세 유체 장치의 온도 조절부를 이용하여 미리 결정된 수준으로 온도를 조절하는 단계를 포함하는, 유전자 증폭 방법.The step of injecting a fluid containing the target gene into the reaction part of the modular microfluidic device of any one of claims 1 to 9, 11 to 20, and
A gene amplification method comprising the step of adjusting the temperature to a predetermined level using a temperature control unit of the modular microfluidic device to induce amplification of the target gene in the reaction unit. 제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항의 모듈형 미세 유체 장치, 및
표적 유전자의 증폭을 위한 시약을 포함하는, 유전자 증폭을 위한 키트.The modular microfluidic device of any one of claims 1 to 9, 11 to 20, and
A kit for gene amplification, comprising a reagent for amplification of a target gene.
KR1020190176420A 2019-12-27 2019-12-27 Modular microfluidic device and method for amplification of genes using the same KR102363458B1 (en)

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