KR102373309B1 - Microfluidic device and radioimmunoassay method using the same - Google Patents

Microfluidic device and radioimmunoassay method using the same Download PDF

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KR102373309B1 KR1020200022450A KR20200022450A KR102373309B1 KR 102373309 B1 KR102373309 B1 KR 102373309B1 KR 1020200022450 A KR1020200022450 A KR 1020200022450A KR 20200022450 A KR20200022450 A KR 20200022450A KR 102373309 B1 KR102373309 B1 KR 102373309B1
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Abstract

본 발명은 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부하우징; 상기 하부하우징과 결합 가능한 상부하우징; 및 상기 하부하우징과 상기 상부하우징 사이에 배치되는 유체 채널을 포함하며, 상기 유체 채널은, 유체 채널의 일단에 연결되는 액체 투입구, 기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 기체 투입구, 패턴화된 유체 채널로 이루어지는 감지부 및 유체 채널의 타단에 연결되는 유체 배출구를 포함하는, 미세유체장치와 이를 이용한 방사면역측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microfluidic device and a radioimmunometry method using the same, and more particularly, to a lower housing; an upper housing engageable with the lower housing; and a fluid channel disposed between the lower housing and the upper housing, wherein the fluid channel includes a liquid inlet connected to one end of the fluid channel, a gas inlet communicating with the fluid channel for gas input, and a patterned fluid channel To a microfluidic device comprising a sensing unit comprising: and a fluid outlet connected to the other end of a fluid channel;

Description

미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법{Microfluidic device and radioimmunoassay method using the same}Microfluidic device and radioimmunoassay method using the same

본 발명은 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응 효율이 향상되고, 특히 방사면역측정에 적합한 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microfluidic device and a method for measuring radioimmunity using the same, and more particularly, to a microfluidic device with improved reaction efficiency and particularly suitable for radioimmunometry, and a method for measuring radioimmunity using the same.

생물학적 검출 기술은 다량의 생물 정보를 일차적으로 획득하는 수단으로서, 질병의 예방, 진단 등 산업적 응용 측면에서도 매우 중요하다. 시스템적 생물학 연구가 진행되기 위해서도 다량의 시료를 짧은 시간 내에 동시에 상호 비교 분석할 수 있는 도구가 필요하다. 최근 바이오산업에서 미세 바이오 분석 시스템 개발의 필요성은 유전체 및 단백질체 연구와 신약 개발 등에 있어서 큰 의미를 갖고 있다. As a means of primarily acquiring a large amount of biological information, biological detection technology is very important in industrial applications such as disease prevention and diagnosis. In order to proceed with systematic biological research, a tool that can simultaneously compare and analyze large amounts of samples within a short time is needed. Recently, the need to develop a microscopic bioanalysis system in the bio industry has great significance in genome and proteomic research and drug development.

면역진단은 혈액이나 소변 등에 존재하는 바이오마커를 이용하여 질병 인자를 정성적 혹은 정량적으로 측정하는 체외진단법의 하나로, 효소를 표지자로 이용하는 효소면역정량법 (ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay)가 대표적이다. 한편, 방사면역측정 (RIA: Radioimmunoassay)은 방사성동위원소를 표지자로 이용하는 면역진단법으로 미량의 호르몬이나 생리활성물질, 약물 등의 농도를 정량하여 질병을 진단하는데 사용되어 왔다. Immunodiagnosis is an in vitro diagnostic method that qualitatively or quantitatively measures disease factors using biomarkers present in blood or urine, and an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using enzymes as a marker is representative. On the other hand, radioimmunoassay (RIA) is an immunodiagnostic method using radioactive isotopes as markers and has been used to diagnose diseases by quantifying the concentrations of trace amounts of hormones, physiologically active substances, and drugs.

예를 들어, 한국공개특허 제 KR 10-2004-0044839A호는 대식세포 유주저지인자의 농도 측정을 위한 방사면역측정법을 개시하고 있으며, 이와 같이 방사면역측정법은 높은 정확도와 민감도를 가지는 장점으로 갑상선 질환, 암 등 많은 질환의 진단에 사용되고 있다. 그러나, 방사성 물질을 사용하는 특성으로 인해 사용에 제약이 있으며, 특히 시료 제조 및 세척 등 측정절차 상 방사성 폐기물이 많이 발생하고 측정을 수행하는 작업자의 방사선 피폭이 발생할 수 있다. For example, Korean Patent Application Laid-Open No. KR 10-2004-0044839A discloses a radioimmunoassay method for measuring the concentration of macrophage migration inhibitory factors. It is used in the diagnosis of many diseases, such as cancer. However, there are restrictions on use due to the nature of using radioactive materials, and in particular, a lot of radioactive waste is generated during measurement procedures such as sample preparation and cleaning, and radiation exposure of workers performing measurements may occur.

미세 바이오 검출법을 수행하기 위한 방법으로서, 미세유체채널(microfluidic channel) 내부에 항체를 고정한 미세기기를 사용하는 방법이 있는데, 이때 채널 표면에 항체를 코팅 등으로 고정화하는 방법이 많이 사용되고 있으며, 미세유체장치는 이를 위해 미세가공기술을 이용하여 제작되는 극미량의 유체를 취급하기 위한 소형 디바이스이다. 이는 다양한 설계가 가능하고, 미량의 유체를 조작할 수 있으며, 표면적과 부피의 비가 큰 특성이 있어 생물학적 진단에 널리 적용되고 있다. As a method for performing the microbiological detection method, there is a method of using a microdevice in which an antibody is fixed inside a microfluidic channel. At this time, a method of immobilizing an antibody on the surface of the channel by coating, etc. The apparatus is a miniature device for handling trace amounts of fluids manufactured using microfabrication technology for this purpose. It can be designed in various ways, can handle a small amount of fluid, and has a large ratio of surface area to volume, so it is widely applied in biological diagnosis.

따라서, 측정에 필요한 소요 시간을 줄여 분석 효율을 높이고 비용을 감소시키며, 폐기물의 발생이 적고, 진단속도가 빠르며, 방사면역측정 수행 시 작업자의 방사선 피폭이 적으면서 종래 감마 계측기에 직접 적용할 수 있는 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법이 제공되는 경우 관련 분야에서 널리 이용될 수 있을 것으로 기대된다. Therefore, it reduces the time required for measurement, increases analysis efficiency and reduces costs, generates less waste, has a fast diagnosis speed, reduces radiation exposure of workers when performing radioimmunometry, and can be directly applied to conventional gamma measuring instruments. If a microfluidic device and a radioimmunoassay method using the same are provided, it is expected to be widely used in related fields.

본 발명의 한 측면은, 폐기물의 발생이 적고, 진단 속도가 빠르며, 감도가 우수한 미세유체장치를 제공하는 것이다. One aspect of the present invention is to provide a microfluidic device that generates less waste, has a fast diagnosis rate, and has excellent sensitivity.

본 발명의 다른 측면은, 진단속도가 빠르며, 방사면역측정 수행 시 작업자의 방사선 피폭이 적으면서 종래 감마 계측기에 직접 적용하여 수행될 수 있는 방사면역측정방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for measuring radioimmunity that can be directly applied to a conventional gamma meter while having a fast diagnosis speed and a small amount of radiation exposure of workers when performing radioimmunometry.

이에 본 발명의 일 견지에 의하면, 유체 채널이 형성된 본체를 포함하며, 상기 유체 채널은, 유체 채널의 일단에 연결되는 액체 투입구, 기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 기체 투입구, 패턴화된 유체 채널로 이루어지는 감지부 및 유체 채널의 타단에 연결되는 유체 배출구를 포함하는, 미세유체장치가 제공된다.Accordingly, according to one aspect of the present invention, it includes a body having a fluid channel formed therein, wherein the fluid channel includes a liquid inlet connected to one end of the fluid channel, a gas inlet communicating with the fluid channel for gas input, and a patterned fluid channel A microfluidic device is provided, comprising a sensing unit comprising: and a fluid outlet connected to the other end of the fluid channel.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 미세유체장치의 액체 투입구에 방사성 동위체로 표지된 분석 대상 물질을 포함하는 액체 시료를 투입하는 단계; 및 기체 투입구에 기체를 투입하는 단계를 포함하는, 방사면역측정방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, the method comprising: introducing a liquid sample including a radioisotope-labeled analyte to the liquid inlet of the microfluidic device; And, there is provided a radioimmunoassay method comprising the step of introducing a gas into the gas inlet.

본 발명에 의하면, 측정에 필요한 소요 시간을 줄여 분석 효율을 높이고 비용을 감소시키며, 폐기물의 발생이 적고, 진단속도가 빠르며, 방사면역측정 수행 시 작업자의 방사선 피폭이 적으면서 종래 감마 계측기에 직접 적용할 수 있는 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법이 제공된다. According to the present invention, the time required for measurement is reduced, the analysis efficiency is increased, the cost is reduced, the generation of waste is small, the diagnosis speed is fast, the radiation exposure of the operator is small when performing radioimmunometry, and it is directly applied to the conventional gamma meter Provided are a microfluidic device capable of doing this and a radioimmunometry method using the same.

도 1은 본 발명의 예시적인 미세유체장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1 내지 4에서 미세유체소자를 이용한 방사면역측정 후 방사능을 측정한 결과이다.
도 3는 실험예 2에 따라 동위원소표지 항원이 부착된 미세유체장치에 의한 테스트 튜브 오염 유무를 평가한 결과이다.
도 4는 실시예 5에서 액체 시료 및 기체 투입이 완료된 후 상기 유체 채널 내 액체와 기체 구간을 광학현미경(ECLIPSE Ts2, Nikon)을 이용해 촬영한 사진으로, 유체 채널 내 액체와 기체 구간의 비율이 약 1:1로 형성되었음을 확인할 수 있다.
도 5는 실험예 3에 따라 기체 주입 유무에 따른 동위원소표지 단백질의 부착 정도를 나타낸 결과이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 적층된 구조를 갖는 미세유체장치를 촬영한 사진이다.
도 7은 실험예 4에 따라 미세유체채널의 적층 수에 따른 감지신호의 증폭 정도를 나타낸 결과이다.
1 schematically shows an exemplary microfluidic device of the present invention.
2 is a result of measuring radioactivity after radioimmunometry using a microfluidic device in Examples 1 to 4;
3 is a result of evaluating the presence or absence of contamination of the test tube by the microfluidic device to which the isotope-labeled antigen is attached according to Experimental Example 2.
4 is a photograph taken using an optical microscope (ECLIPSE Ts2, Nikon) of the liquid and gas section in the fluid channel after the liquid sample and gas input are completed in Example 5. The ratio of the liquid and gas section in the fluid channel is about It can be seen that 1:1 was formed.
5 is a result showing the degree of attachment of the isotope-labeled protein according to the presence or absence of gas injection according to Experimental Example 3.
6 is a photograph of a microfluidic device having an exemplary stacked structure of the present invention.
7 is a result showing the degree of amplification of a sensing signal according to the number of layers of microfluidic channels according to Experimental Example 4.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명에 의하면 진단 시 소요되는 시료의 양을 줄일 수 있으며, 감도가 우수하고, 방사면역측정 수행 시 작업자의 방사선 피폭이 적으면서 종래 감마 계측기에 직접 적용할 수 있는 미세유체장치 및 이를 이용한 방사면역측정방법이 제공된다. According to the present invention, the amount of sample required for diagnosis can be reduced, the sensitivity is excellent, the radiation exposure of workers when performing radioimmunometry is small, and a microfluidic device that can be directly applied to a conventional gamma meter and radioimmunity using the same A measurement method is provided.

보다 상세하게, 본 발명의 미세유체장치는 유체 채널이 형성된 본체를 포함하며, 상기 유체 채널은, 유체 채널의 일단에 연결되는 액체 투입구, 기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 기체 투입구, 패턴화된 유체 채널로 이루어지는 감지부 및 유체 채널의 타단에 연결되는 유체 배출구를 포함하는 것이다. More specifically, the microfluidic device of the present invention includes a body in which a fluid channel is formed, wherein the fluid channel includes a liquid inlet connected to one end of the fluid channel, a gas inlet communicating with the fluid channel for gas input, and a patterned body. It will include a sensing unit made of a fluid channel and a fluid outlet connected to the other end of the fluid channel.

본 발명에 있어서 '미세유체장치'는 '미세유체소자'와 상호 호환적으로 사용될 수 있는 것으로 이해되는 것으로, 수십 내지 수백 마이크로미터 영역의 크기를 가진 미세유로를 구비하여 모세관 힘에 의한 모세관 유동을 유도할 수 있는 장치를 지칭하는 것이다.In the present invention, it is understood that the 'microfluidic device' can be used interchangeably with the 'microfluidic device'. It refers to an inducible device.

본 발명은 플라스틱(폴리머) 기반의 미세유체장치에 관한 것이며, 본 발명에 사용될 수 있는 본체의 재료는 폴리디메틸실록산(polymethylsiloxane; PDMS), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP)등과 같은 폴리에틸렌계 유도체를 사용하거나, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 사이클릭올레핀코폴리머(COC) 등을 사용하여 일회용으로 제작될 수도 있는 것으로, 다만 이들에 특히 제한되는 것은 아니다. The present invention relates to a plastic (polymer)-based microfluidic device, and the material of the body that can be used in the present invention is polydimethylsiloxane (PDMS), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polypropylene (PP) ) and the like, or by using polymethyl methacrylate (PMMA), cyclic olefin copolymer (COC), etc. may be produced for one-time use, but is not particularly limited thereto.

본 발명에 있어서 유체 채널이 형성된 본체는 예를 들어 하부하우징, 상기 하부하우징과 결합 가능한 상부하우징 및 상기 하부하우징과 상기 상부하우징 사이에 배치되는 유체 채널로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 3D 프링팅 기법 등에 의해서도 제조될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 미세유체장치의 제조 공정은 특히 제한되는 것은 아니며, 사출형성법을 이용하는 경우에는 통상적으로 금형 및/또는 주형을 이용하여 고온에서 폴리머를 형틀에 주입하고 냉각한 다음, 형틀로부터 분리하는 방법이 사용되고 있다. 이때, 형틀의 역상이 플라스틱 표면에 형성되며, 이로부터 유도된 디바이스 및 하판을 결합하고 밀봉하여 제품을 제조한다. In the present invention, the body in which the fluid channel is formed may be formed of, for example, a lower housing, an upper housing engageable with the lower housing, and a fluid channel disposed between the lower housing and the upper housing, but is not limited thereto, It may also be manufactured by a 3D printing technique or the like. As such, the manufacturing process of the microfluidic device of the present invention is not particularly limited, and when the injection molding method is used, a polymer is generally injected into the mold at high temperature using a mold and/or a mold, cooled, and then separated from the mold. method is being used. At this time, the reverse image of the mold is formed on the plastic surface, and the device and the lower plate derived therefrom are combined and sealed to manufacture a product.

상기 미세유체장치 제작 시 각 하우징의 접착 혹은 본체가 적층체로 형성되는 경우 이를 이루는 각 층의 접착 방법은 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 열 접합, 플라즈마 접합, 초음파 접합, 광학적 방법 등을 이용할 수 있다. When the microfluidic device is manufactured, the bonding method of each housing or the bonding of each layer constituting the body is not particularly limited when the body is formed as a laminate. For example, thermal bonding, plasma bonding, ultrasonic bonding, optical method, etc. can be used. there is.

본 발명에 있어서 "시료" 또는 "샘플"은 검출하고자 하는 검체, 즉 분석대상 물질을 함유할 수 있는 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 샘플은 생물학적 샘플, 예를 들면 생물학적 유체(fluid) 또는 생물학적 조직일 수 있다. 생물학적 유체의 예로서, 뇨, 혈액, 혈장, 혈청, 타액, 정액, 대변, 가래, 뇌척수액, 눈물, 점액, 양수 등을 들 수 있다. 생물학적 조직은 세포의 집괴로서, 대체적으로 인간, 동물, 식물, 세균, 진균 또는 바이러스 구조물의 구조적 물질의 하나를 형성하는 세포 내 물질들과 특정 종류의 집합으로서 연결 조직, 상피 조직, 근육 조직 및 신경 조직 등이 이에 해당될 수 있다. 또한, 생물학적 조직의 예에는 장기, 종양, 림프절, 동맥 및 개별적인 세포도 포함될 수 있다.In the present invention, "sample" or "sample" is not particularly limited as long as it can contain a sample to be detected, that is, an analyte. Illustratively, the sample may be a biological sample, eg, a biological fluid or biological tissue. Examples of biological fluids include urine, blood, plasma, serum, saliva, semen, feces, sputum, cerebrospinal fluid, tears, mucus, amniotic fluid, and the like. Biological tissue is an agglomeration of cells, and is a collection of intracellular substances and specific types of substances that generally form one of the structural substances of human, animal, plant, bacterial, fungal or viral structures, including connective tissue, epithelial tissue, muscle tissue, and nerve. This may be an organization or the like. Examples of biological tissue may also include organs, tumors, lymph nodes, arteries, and individual cells.

한편, 분석대상물질인 "검체(analyte)"는 검출될 샘플 내 분자 또는 기타 물질을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 검체는 항원성 물질, 리간드(모노- 또는 폴리에피토프), 합텐(haptens), 항체 및 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 구체적으로, 검체는, 예를 들면 독소, 유기 화합물, 단백질, 펩티드, 미생물, 아미노산, 핵산, 호르몬, 스테로이드, 비타민, 약물, 약물 중간체 또는 부산물, 세균, 바이러스 입자, 효모, 진균, 원생 동물 및 상기 물질들의 대사물 또는 그에 대한 항체를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 통상적으로 항원 또는 항체일 수 있다. 이와 관련하여, 예시적인 검체로서, 페리틴; 크레아티닌키나아제 MB(CK-MB); 디곡신; 페니토인; 페노바르비톨; 카르바마제핀; 반코마이신; 젠타마이신; 테오필린; 발프로산; 퀴니딘; 황체화 호르몬(LH); 소포 자극 호르몬(FSH); 에스트라디올, 프로게스테론; C-반응성 단백질(C-reactive protein; CRP); 리포칼린; IgE 항체; 사이토카인; 비타민 B2 마이크로-글로블린; 당화 헤모글로빈(Gly.Hb); 코르티졸; 디지톡신; N-아세틸프로카인아미드(NAPA); 프로카인아미드; 풍진-IgG 및 풍진 IgM과 같은 풍진에 대한 항체, 예를 들면 톡(톡소-IgG) 및 톡소포자충증 IgM과 같은 톡소포자충증에 대한 항체; 테스토스테론; 살리실레이트; 아세트아미노펜; 간염 B 바이러스 표면 항원(HBsAg); 간염 B 코어 항원에 대한 항체, 예를 들면 항-간염 B 코어 항원 IgG 및 IgM(항-HBC); 인간 면역 결핍 바이러스 1 및 2(HIV 1 및 2); 인간 T-세포 백혈병 바이러스 1 및 2(HTLV); 간염 B e 항원(HBeAg); 간염 B e 항원에 대한 항체(항-HBe); 인플루엔자 바이러스; 갑상선 자극 호르몬(TSH); 티록신(T4); 총 트리요오도티로닌(총 T3); 자유 트리요오도티로닌(자유 T3); 암종배아 항원(CEA); 지질 단백질, 콜레스테롤, 및 트리글리세리드; 및 알파 페토단백질(AFP)을 예시할 수 있다. 오용 및 제어 물질의 약물로서, 구체적으로 암페타민; 메타암페타민; 바르바투레이트, 예를 들면 아모바르비탈, 세코바르비탈, 펜토바르비탈, 페노바르비탈 및 바르비탈; 벤조디아제핀, 예를 들면 리브리움 및 발리움; 칸나비노이드, 예를 들면 하쉬쉬 및 마리주아나; 코카인; 펜타닐; LSD; 메타쿠알론; 아편제, 예를 들면 헤로인, 몰핀, 코데인, 히드로몰폰, 히드로코돈, 메타돈, 옥시코돈, 옥시몰폰 및 오피움; 펜시클리딘; 및 프로폭시헨을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the "analyte", which is an analyte, may be understood to mean a molecule or other substance in a sample to be detected. For example, the sample may include antigenic substances, ligands (mono- or polyepitopes), haptens, antibodies, and combinations thereof. Specifically, the sample may be, for example, a toxin, an organic compound, a protein, a peptide, a microorganism, an amino acid, a nucleic acid, a hormone, a steroid, a vitamin, a drug, a drug intermediate or by-product, a bacterium, a viral particle, a yeast, a fungus, a protozoan and the above. It may include, but is not limited to, metabolites of substances or antibodies thereto. However, in general, it may be an antigen or an antibody. In this regard, exemplary subjects include ferritin; creatinine kinase MB (CK-MB); digoxin; phenytoin; phenobarbitol; carbamazepine; vancomycin; gentamicin; theophylline; valproic acid; quinidine; luteinizing hormone (LH); follicle stimulating hormone (FSH); estradiol, progesterone; C-reactive protein (CRP); lipocalin; IgE antibody; cytokines; vitamin B2 micro-globulin; glycated hemoglobin (Gly.Hb); cortisol; digitoxin; N-acetylprocainamide (NAPA); procainamide; antibodies to rubella, such as rubella-IgG and rubella IgM, for example antibodies to toxoplasmosis, such as tox (toxo-IgG) and toxoplasmosis IgM; testosterone; salicylate; acetaminophen; hepatitis B virus surface antigen (HBsAg); antibodies to hepatitis B core antigens such as anti-hepatitis B core antigens IgG and IgM (anti-HBC); human immunodeficiency virus 1 and 2 (HIV 1 and 2); human T-cell leukemia virus 1 and 2 (HTLV); hepatitis B e antigen (HBeAg); antibodies to hepatitis B e antigen (anti-HBe); influenza virus; thyroid stimulating hormone (TSH); thyroxine (T4); total triiodothyronine (total T3); free triiodothyronine (free T3); Carcinogenous Embryonic Antigen (CEA); lipoproteins, cholesterol, and triglycerides; and alpha fetoprotein (AFP). Drugs of misuse and control substances, specifically amphetamines; methamphetamine; barbiturates such as amobarbital, secobarbital, pentobarbital, phenobarbital and barbital; benzodiazepines such as Librium and Valium; cannabinoids such as Hashish and Marijuana; cocaine; fentanyl; LSD; metaqualone; opiates such as heroin, morphine, codeine, hydromorphone, hydrocodone, methadone, oxycodone, oxymorphone and opium; phencyclidine; and propoxyhen, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 표지 물질로서 금 콜로이드 등의 금속 콜로이드, 셀레늄 콜로이드 등의 비금속 콜로이드, 착색 수지 입자, 염료 콜로이드 및 착색 리포솜 등의 불용성 입상 물질이나 알칼리 포스파타제, 퍼옥시다제 등의 발색 반응을 촉진하는 효소, 형광 색소, 방사성 동위체 등을 예시할 수 있으며, 바람직하게는 방사성 동위체를 사용한다. 상기 방사성 동위체는 예를 들어 14C, 3H, 125I, 33P 그리고 35S등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, as a labeling substance, metal colloids such as colloidal gold, colloids of nonmetals such as selenium colloid, colored resin particles, dye colloids, insoluble particulate substances such as colored liposomes, alkaline phosphatase, and enzymes that promote a color reaction such as peroxidase , a fluorescent dye, a radioisotope, etc. can be exemplified, and a radioisotope is preferably used. The radioisotope may include, for example, 14 C, 3 H, 125 I, 33 P, and 35 S, but is not limited thereto.

한편, 본 발명에 있어서 상기 유체 채널은, 유체 채널의 일단에 연결되는 액체 투입구, 기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 기체 투입구, 패턴화된 유체 채널로 이루어지는 감지부 및 유체 채널의 타단에 연결되는 유체 배출구를 포함하는 것이다. Meanwhile, in the present invention, the fluid channel is connected to a liquid inlet connected to one end of the fluid channel, a gas inlet communicated with the fluid channel for gas input, a sensing unit comprising a patterned fluid channel, and the other end of the fluid channel. It will include a fluid outlet.

상기 액체 투입구로 검체를 포함하는 시료가 투입되며, 기체 투입구는 공기 등의 기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 것이고, 감지부는 패턴화된 유체 채널로 이루어지며, 유체 배출구를 통해 투입된 유체가 배출된다. A sample including a sample is put into the liquid inlet, the gas inlet communicates with a fluid channel for gas input, such as air, and the sensing unit consists of a patterned fluid channel, and the inputted fluid is discharged through the fluid outlet .

이때, 상기 액체 투입구, 감지부 및 유체 배출구는 유체 채녈을 따라 순차적으로 배치되며, 상기 기체 투입구는 상기 액체 투입구와 감지부 사이의 유체 채널인 액체 투입 라인에 합류된 기체 투입 라인과 연통된 것일 수 있으며, 또는 상기 액체 투입구, 기체 투입구, 감지부 및 유체 배출구는 유체 채널을 따라 순차적으로 배치되는 것일 수 있다. At this time, the liquid inlet, the sensing unit, and the fluid outlet are sequentially arranged along the fluid channel, and the gas inlet is in communication with a gas input line joined to the liquid input line, which is a fluid channel between the liquid inlet and the sensing unit. Alternatively, the liquid inlet, the gas inlet, the sensing unit, and the fluid outlet may be sequentially disposed along the fluid channel.

본 발명의 미세유체장치에 있어서 '액체 투입 라인(액체 흐름관)'은 액체 투입구와 감지부 사이의 유체 채널을 특히 지칭하며, '기체 투입 라인(기체 흐름관)'은 기체 투입구와 액체 투입 라인 사이의 유체 채널을 특히 지칭하며, 보다 상세하게 상기 기체 투입 라인은 기체 투입구로부터 액체 투입 라인의 합류 지점까지의 기체가 투입되는 라인을 의미한다. In the microfluidic device of the present invention, the 'liquid input line (liquid flow pipe)' specifically refers to a fluid channel between the liquid inlet and the sensing unit, and the 'gas input line (gas flow pipe)' is the gas inlet and the liquid input line. It specifically refers to a fluid channel between the two, and more specifically, the gas input line refers to a line through which gas is input from the gas inlet to the junction of the liquid input line.

상기 기체 투입구에 의해 기체를 투입하는 단계는 액체 시료를 액체 투입구에 투입하는 단계와 동시에 수행되거나 또는 교번하여 수행될 수 있으며, 이와 같은 기체의 투입에 의해 감지부의 유체 채널 내에서 액체 시료가 난류를 형성하여 도출되는 교반 효과에 의해 채널 표면으로의 항원 및 항체의 부착량을 증가시킬 수 있다. 미세유체 채널 내부에서의 유체 흐름은 일반적으로 층류로 형성되며, 이에 따라 채널에 부착될 수 있는 액체 시료 내 항원 및 항체는 표면에 존재하고 있는 것으로 제한된다. 그러나 본 발명에서 제공하는 기체의 투입은 유체가 갖는 고유한 특성인 점도 차이에 의해 채널 내 난류를 형성하며, 이를 통해 액체 시료 내 존재하는 항원 및 항체를 채널 표면에 고르게 부착할 수 있는 효과를 갖게 된다. The step of introducing the gas through the gas inlet may be performed simultaneously with or alternately with the step of introducing the liquid sample into the liquid inlet, and the liquid sample generates turbulence in the fluid channel of the sensing unit by the introduction of the gas. It is possible to increase the amount of antigen and antibody adhered to the channel surface by the stirring effect derived from the formation. Fluid flow inside the microfluidic channel is generally formed as a laminar flow, and thus antigens and antibodies in the liquid sample that can adhere to the channel are limited to those present on the surface. However, the input of the gas provided in the present invention forms turbulence in the channel due to the difference in viscosity, which is a unique characteristic of the fluid, and through this, the antigen and antibody present in the liquid sample can be uniformly attached to the surface of the channel. do.

미세관 내 일정한 선속도 유지를 위해 미세관의 폭은 일정한 것이 바람직하며, 특히 미세관 중 액체 흐름관과 기체 흐름관의 교차부분부터 배출구까지의 부분의 폭은 통일하는 것이 바람직하다. 예를 들어 미세관은 폭이 50 내지 200 μm인 관일 수 있으며, 그 단면의 형태는 제한되지 않으나, 예를 들어 원 또는 사각형일 수 있다. 한편, 미세관 중 액체 흐름관과 기체 흐름관의 폭은 각각 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어 액체 흐름관과 기체 흐름관의 폭이 각각 100, 50 μm일 수 있다. 이때, 액체 시료는 예를 들어 상기 액체 투입구에 1 내지 100 μL/min의 유량으로 투입되고, 기체는 상기 기체 투입구에 1 내지 200 μL/min의 유량으로 투입되는 것이 바람직하며, 그 결과 예를 들어 미세관 내의 액체 구간에 대한 기체 구간의 길이 비율은 1:0.25 내지 1.5인 것이다. In order to maintain a constant linear velocity in the microtubule, it is preferable that the width of the microtubule is constant, and in particular, it is preferable that the width of the part from the intersection of the liquid flow pipe and the gas flow pipe to the outlet of the microtubule be uniform. For example, the microtubule may be a tube having a width of 50 to 200 μm, and the shape of the cross-section is not limited, but may be, for example, a circle or a square. Meanwhile, the width of the liquid flow tube and the gas flow tube among the microtubules may be the same or different, for example, the widths of the liquid flow tube and the gas flow tube may be 100 and 50 μm, respectively. At this time, the liquid sample is, for example, input at a flow rate of 1 to 100 μL/min into the liquid inlet, and the gas is preferably introduced at a flow rate of 1 to 200 μL/min into the gas inlet, as a result, for example, The ratio of the length of the gas section to the liquid section in the microtubule is 1:0.25 to 1.5.

액체 구간에 대한 기체 구간의 길이 비율이 1:1.5 미만인 경우에는 채널 내 유체 흐름이 층류의 형태를 나타내 교반 효과가 나타나지 않는 문제가 있으며, 1:0.25를 초과하는 경우에는 유체의 과도한 회전 현상(over-twirling)에 의해 액체 시료 내 존재하는 단백질이 미세관 표면에 부착되지 않는 문제가 있다.When the ratio of the length of the gas section to the liquid section is less than 1:1.5, the fluid flow in the channel exhibits a laminar flow, so there is a problem that the stirring effect does not appear, and when it exceeds 1:0.25, the excessive rotation of the fluid (over -twirling), there is a problem that the protein present in the liquid sample does not adhere to the surface of the microtubule.

액체 시료 및 기체의 투입이 완료된 후 상기 감지부 내 액체와 기체 구간의 길이의비율은 1:0.25 내지 1.5인 것이 바람직하며, 예를 들어 1:0.3 내지 1.25, 바람직하게는 약 1:1인 것이다.After the input of the liquid sample and the gas is completed, the ratio of the length of the liquid and gas section in the sensing unit is preferably 1:0.25 to 1.5, for example, 1:0.3 to 1.25, preferably about 1:1 .

한편, 상기 액체 구간의 길이가 유체 채널 폭에 비해 과도하게 긴 경우 기체 투입을 통한 교반 효과를 갖기 어려우며, 따라서 유체 채널 폭과 액체 구간의 길이 비율은 1:1 내지 1:7인 것이 바람직하다.On the other hand, when the length of the liquid section is excessively long compared to the width of the fluid channel, it is difficult to have a stirring effect through gas input. Therefore, it is preferable that the ratio of the width of the fluid channel to the length of the liquid section is 1:1 to 1:7.

미세유체채널의 내부는 표면 처리 또는 친수성 처리에 의하여 예를 들어, 항원, 항체, 또는 효소 등의 바이오 물질 단백질, RNA, DNA 등과 결합이 가능한 아민기(amine), 카르복실기(carboxyl), 티올기(thiol) 또는 알데히드기(aldehyde), 히드록실기(hydroxyl) 등을 이용하여 다양한 크로스-링크 그룹이 각각 이러한 기능성 잔기(moiety)에 공유 결합할 수 있다. 예를 들면, 아민기에 결합 가능한 물질로는 알데하이드(aldehyde), 아실 아지드(acyl azide), 카보네이트(carbonate), 카보디이마이드(carbodiimide), 이소티오시네이트(isothiocynate), NHS 에스테르(NHS ester), 시아노젠 브로마이드(cyanogen bromide), 설포닐 클로라이드(sulfornyl chloride), 토실 클로라이드(tosyl chloride) 등이 있다. 상술한 화합물들을 이용하여 바이오 물질의 결합 유도가 가능하다. 바람직하게는, 미세유체채널의 내부는 아민기(amine), 카르복실기(carboxyl), 티올기(thiol), 알데히드기(aldehyde) 및 히드록실기(hydroxyl) 중 적어도 하나의 잔기로 표면처리된 후 항체가 부착된 것이다.The inside of the microfluidic channel is an amine group, a carboxyl group, a thiol group ( Various cross-link groups can be covalently bonded to each of these functional moieties by using thiol) or aldehyde groups, hydroxyl groups, and the like. For example, as a material capable of binding to an amine group, aldehyde, acyl azide, carbonate, carbodiimide, isothiocynate, NHS ester , cyanogen bromide, sulfonyl chloride, tosyl chloride, and the like. Binding of biomaterials can be induced by using the above-described compounds. Preferably, the inside of the microfluidic channel is surface-treated with at least one residue of an amine group, a carboxyl group, a thiol group, an aldehyde group, and a hydroxyl group, and then the antibody is it will be attached

다만, 미세유체의 이송 공간을 형성하는 플라스틱 재질의 친수성 정도에 따라서는 소수성 물질, 예를 들면 소수성 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)계 폴리머, 페를린(parylene)계 폴리머, 불소(F) 작용기, 염소 작용기(Cl) 등을 갖는 화합물, 모노머, 다이머, 폴리머, 또는 나노 입자 등을 단독으로 또는 조합하여 사용함으로써 미세유체의 흐름 특성을 조절할 수도 있다.However, depending on the degree of hydrophilicity of the plastic material forming the microfluid transfer space, hydrophobic materials, for example, hydrophobic polytetrafluoroethylene (PTFE)-based polymer, parylene-based polymer, fluorine (F) ) functional group, a compound having a chlorine functional group (Cl), etc., a monomer, a dimer, a polymer, or nanoparticles can be used alone or in combination to control the flow characteristics of the microfluid.

예를 들어, PDMS 재질의 미세유체소자는 소수성(hydrophobicity)의 특성을 가지며, 생체물질의 비특이적 결합을 방지하기 위해 친수성 개질을 필요로 한다. 또한, 미세관 표면에서의 항체 부착을 위해 생체물질과의 결합을 유도하는 기능기 도입을 필요로 한다. 일례로서, O2 플라즈마 처리를 통해 친수성 개질을 할 수 있으며, 시간 경과 시 소수성으로 돌아갈 수 있으므로 표면처리로 생성된 수산화기가 사라지기 전에 기능기를 도입하는 것이 바람직하다. 상기 친수성 개질은 피라나(piranha, H2SO4/H2O2) 용액 처리, NaOH/KOH 용액 처리 및 산용액 처리 등의 화학적 방법을 통해 이루어질 수 있다. 상기 미세관 표면에의 생체물질 공유결합을 위한 기능기로 아민기(-NH2) 또는 알데하이드기(-CHO)를 일반적으로 이용한다. 일례로서, 아미노실록산 계열인 APTMS(3-aminopropyl)trimethoxysilane)을 시린지 펌프를 이용해 상기 친수성 미세관 내 흘려주어 아민기를 도입한다. 또한, 상기 아민기를 도입한 미세관 내 글루타알데히드(glutaraldehyde)를 흘려주어 알데하이드기를 도입한다. 상기 기능기 도입을 위한 반응시간은 주입 용액의 농도에 따라 달리할 수 있으며, 미세관의 크기에 따라 1 내지 100 μL/min의 유량으로 주입할 수 있다. 또한, sulfo-SMCC(sulfosuccinimidyl 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylate)등의 N-하이드록시석신이미드 및 말레이미드 기능기를 갖는 가교제를 이용하여 미세관 표면과 항체의 싸이올기를 부착할 수 있다. 상기 기능기를 도입한 미세관 내 진단하고자 하는 항원과 특이적으로 결합하는 항체를 흘려주어 미세관 표면에 항체를 부착한다.For example, a microfluidic device made of a PDMS material has hydrophobicity and requires hydrophilic modification to prevent non-specific binding of biomaterials. In addition, it is necessary to introduce a functional group that induces binding to a biological material for the attachment of the antibody to the surface of the microtubule. As an example, hydrophilic modification can be performed through O 2 plasma treatment, and hydrophobicity can be returned over time, so it is preferable to introduce a functional group before the hydroxyl group generated by the surface treatment disappears. The hydrophilic modification may be accomplished through chemical methods such as piranha (piranha, H 2 SO 4 /H 2 O 2 ) solution treatment, NaOH/KOH solution treatment, and acid solution treatment. An amine group (-NH 2 ) or an aldehyde group (-CHO) is generally used as a functional group for covalent bonding of the biomaterial to the surface of the microtubule. As an example, APTMS (3-aminopropyl) trimethoxysilane), which is an aminosiloxane series, is introduced into the hydrophilic microtubule by using a syringe pump to introduce an amine group. In addition, by flowing glutaraldehyde into the microtubule into which the amine group is introduced, the aldehyde group is introduced. The reaction time for introducing the functional group may vary depending on the concentration of the injection solution, and may be injected at a flow rate of 1 to 100 μL/min depending on the size of the microtubule. In addition, N-hydroxysuccinimide such as sulfo-SMCC (sulfosuccinimidyl 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylate) and a crosslinking agent having a maleimide functional group can be used to attach the thiol group of the antibody to the microtubule surface. can The antibody is attached to the surface of the microtubule by flowing an antibody that specifically binds to the antigen to be diagnosed in the microtubule into which the functional group is introduced.

일례로서, T4(Thyroxine) 항원을 진단하고자 하는 경우 이와 특이적으로 결합하는 항체인 항(anti)-T4를 미세관 표면에 부착할 수 있으며, 상기 미세관의 크기를 고려하여 항체를 PBS(phosphate-buffered saline)로 희석하여 이용할 수 있다. 상기 항체 부착을 위한 반응시간은 주입 항체의 농도에 따라 달리할 수 있으며, 미세관의 크기에 따라 1 내지 100 μL/min의 유량으로 주입할 수 있다. 상기 과정에서 기능기 도입 및 항체 부착이 되지 못한 미반응 구역이 발생할 수 있으며, 이에 의한 단백질의 비특이적 결합을 방지하기 위해 BSA(bovine serum albumin)을 흘려주어 블로킹 처리를 한다.As an example, when diagnosing T4 (Thyroxine) antigen, anti-T4, an antibody that specifically binds thereto, can be attached to the surface of a microtubule, and the antibody is added to PBS (phosphate) in consideration of the size of the microtubule. -buffered saline) can be diluted and used. The reaction time for antibody attachment may vary depending on the concentration of the injected antibody, and may be injected at a flow rate of 1 to 100 μL/min depending on the size of the microtubule. In the above process, unreacted regions where functional groups cannot be introduced and antibodies are not attached may occur. In order to prevent non-specific binding of proteins by this, blocking treatment is performed by flowing bovine serum albumin (BSA).

상기 표면처리한 소자에 동위원소를 표지한 항원과 미지시료 내 존재하는 항원을 흘려주어 미세관 표면에 항원을 부착한다. 일례로서, 이오도젠(Iodogen) 방법을 이용해 진단하고자 하는 항원인 T4에 I-125 동위원소를 표지한다. 진단하고자 하는 항원의 특성에 따라 표지 동위원소의 종류와 비방사능을 달리할 수 있다. 상기 동위원소를 표지한 항원과 미지시료 내 존재하는 항원을 시린지 펌프를 이용해 미세유체소자 내 주입하여 반응한다. 상기 항원의 주입유량은 미세관의 크기에 따라 1 내지 100 μL/min의 유량으로 주입할 수 있다. 다음 단계의 방사능 측정을 위해 상기 미세관 내 잔류하고 있는 미부착 동위원소 표지 항원을 제거하여야 하며, 이는 PBS를 주입하여 세척한다. 상기 세척 시간은 주입 항원의 양에 따라 달리할 수 있으며, 미세관의 크기에 따라 1 내지 100 μL/min의 유량으로 주입할 수 있다. The antigen labeled with the isotope and the antigen present in the unknown sample are flowed to the surface-treated device to attach the antigen to the surface of the microtubule. As an example, I-125 isotopes are labeled with T4, an antigen to be diagnosed, using the Iodogen method. Depending on the characteristics of the antigen to be diagnosed, the type and specific activity of the labeled isotope may be different. The antigen labeled with the isotope and the antigen present in the unknown sample are injected into the microfluidic device using a syringe pump to react. The injection flow rate of the antigen can be injected at a flow rate of 1 to 100 μL/min depending on the size of the microtubule. In order to measure radioactivity in the next step, the unattached isotope-labeled antigen remaining in the microtubule must be removed, which is washed by injecting PBS. The washing time may vary depending on the amount of antigen to be injected, and may be injected at a flow rate of 1 to 100 μL/min depending on the size of the microtubule.

한편, 본 발명의 미세유체장치에 있어서 상기 감지부는 상기 액체 투입구와 유체 배출구를 연결한 가상의 직선과 겹치지 않도록 배치되는 것이 바람직하며, 예시적인 배치 구조는 도 1에 나타낸 바와 같이 감지부가 미세유체장치의 일 말단 측에 배치되고, 액체 투입구 및 유체 배출구는 미세유체장치의 타 말단 측에 배치될 수 있다. On the other hand, in the microfluidic device of the present invention, the sensing unit is preferably disposed so as not to overlap an imaginary straight line connecting the liquid inlet and the fluid outlet, and an exemplary arrangement structure is as shown in FIG. is disposed at one end of the microfluidic device, and the liquid inlet and the fluid outlet may be disposed at the other end of the microfluidic device.

본 발명의 미세유체장치의 전체적인 형태는 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 도 1과 같이 상면에서 보는 경우 직사각형, 타원형 또는 기타 다각형일 수 있다. 바람직하게는 상면에서 보는 경우 직사각형 또는 타원형인 것이다.The overall shape of the microfluidic device of the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a rectangle, an oval, or other polygons when viewed from the top as shown in FIG. 1 . It is preferably rectangular or oval when viewed from the top.

감지부는 미세관이 다양한 형태로 배치된 것일 수 있으며, 예를 들어 도 1과 같이 상기 감지부는 감지신호를 높이기 위해 표면적을 최대화하는 방향으로 나선형으로 형성될 수 있다.The sensing unit may have microtubules arranged in various shapes. For example, as shown in FIG. 1 , the sensing unit may be spirally formed in a direction to maximize a surface area to increase a sensing signal.

본 발명의 상기 미세유체장치의 크기는 특히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 폭이 2 내지 20mm이고, 바람직하게는 5 내지 9 mm이고, 길이가 3 내지 75 mm 범위, 바람직하게는 25 내지 70mm이며, 두께가 50μm 내지 14 mm, 바람직하게는 3 내지 6 mm인 것이며, 다만 후속적으로 적용되는 검출 장치의 검출부 사이즈에 맞추어 조절될 수 있다.The size of the microfluidic device of the present invention is not particularly limited, but for example, the width is 2 to 20 mm, preferably 5 to 9 mm, and the length is in the range of 3 to 75 mm, preferably 25 to 70 mm. , having a thickness of 50 μm to 14 mm, preferably 3 to 6 mm, but may be adjusted according to the size of a detection unit of a subsequently applied detection device.

나아가, 상기 유체 채널이 형성된 본체는 유체 채널이 형성된 시트가 2층 이상 적층된 적층체 형태일 수 있으며, 이와 같은 구조는 특히 방사성 동위체를 표지물질로 사용하여 방사면역측정을 수행하는 경우에 바람직하다. 형광 혹은 효소 반응(ELISA, enzyme-linked immunosorbent assay)등을 감지 신호로 이용하는 미세유체장치 기반 면역진단의 경우, 적층된 형태의 미세유체장치로부터 감지할 수 있는 신호는 층간 중첩에 의해 최상단 혹은 최하단 시트로부터 방사되는 신호로 제한된다. 그러나, 본 발명에서 제공하는 방사성 동위체를 이용한 방사면역측정법은 적층된 형태의 미세유체장치를 통해 신호의 중첩 없이 증폭이 가능하다. 적층 시트는 예를 들어 2 내지 5층일 수 있으며, 이때 액체 투입구 및 유체 배출구는 동일한 층에 형성되거나, 액체 투입구는 일 외각층, 유체 배출구는 타 외각층에 배치될 수 있고, 감지부가 2층 이상에 걸쳐 중첩되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 미세유체장치가 적층체로 이루어지는 경우 상기 두께는 적층체의 총 두께를 의미한다.Further, the body in which the fluid channel is formed may be in the form of a laminate in which two or more layers in which the fluid channel is formed are stacked, and such a structure is particularly preferable when radioimmunometry is performed using a radioisotope as a label. . In the case of microfluidic device-based immunodiagnosis using fluorescence or enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) as a detection signal, the signal that can be detected from the stacked microfluidic device is the top or bottom sheet by overlapping layers. It is limited to the signal emitted from However, the radioimmunoassay method using a radioisotope provided in the present invention can be amplified without overlapping signals through a stacked microfluidic device. The laminated sheet may have, for example, 2 to 5 layers, wherein the liquid inlet and the fluid outlet may be formed on the same layer, or the liquid inlet may be disposed on one outer layer and the fluid outlet may be disposed on the other outer layer, and the sensing unit may have two or more layers. It may be formed to overlap over. When the microfluidic device of the present invention is formed of a laminate, the thickness means the total thickness of the laminate.

본 발명의 상기 미세유체장치는 감마계수기(gamma counter), 감마분광분석기, 액체섬광계수기 등에 의한 측정을 위한 것일 수 있으며, 특히 예를 들어 우물형 방사능 검출기(well type detector) 삽입을 위한 것일 수 있다.The microfluidic device of the present invention may be for measurement by a gamma counter, a gamma spectrometer, a liquid scintillation counter, etc., and in particular, for example, for insertion of a well type detector. .

나아가 본 발명에 의하면, 상기 본 발명의 미세유체장치를 이용한 방사면역측정방법이 제공되며, 이때 미세유체장치에 있어서 표지 물질은 방사성 동위체를 사용한 것이다.Further, according to the present invention, there is provided a radioimmunoassay method using the microfluidic device of the present invention, wherein the labeling material in the microfluidic device is a radioisotope.

보다 상세하게, 본 발명의 방사면역측정방법은 본 발명의 미세유체장치의 액체 투입구에 방사성 동위체로 표지된 분석 대상 물질을 포함하는 액체 시료를 투입하는 단계; 및 기체 투입구에 기체를 투입하는 단계를 포함하는 것이다. More specifically, the radioimmunoassay method of the present invention comprises the steps of: introducing a liquid sample containing a radioisotope-labeled analyte to the liquid inlet of the microfluidic device of the present invention; and injecting gas into the gas inlet.

상기 미세유체장치에 액체 시료를 투입하는 단계는 액체 투입구에서의 튜브 연결 및 시린지 펌프의 구동을 통해 이루어질 수 있으며, 유체 배출구에서의 튜브 연결을 통해 유체의 배출이 이루어질 수 있다.The step of injecting the liquid sample into the microfluidic device may be accomplished through a tube connection at the liquid inlet and driving of a syringe pump, and the fluid may be discharged through a tube connection at the fluid outlet.

미세유체장치와 관련하여 언급한 바와 같이 상기 액체 시료를 액체 투입구에 투입하는 단계는 기체 투입구에 기체를 투입하는 단계와 동시에 수행되거나 또는 교번하여 수행될 수 있다. As mentioned in relation to the microfluidic device, the step of introducing the liquid sample into the liquid inlet may be performed simultaneously with the step of introducing gas into the gas inlet, or may be performed alternately.

바람직하게는, 액체 시료를 액체 투입구에 투입하는 단계 및 기체 투입구에 기체를 투입하는 단계는 동시에 수행되며, 예를 들어 폭 100 μm 및 높이가 33 μm인 사각형의 관인 경우 상기 액체 시료는 상기 액체 투입구에 1 내지 100 μL/min의 유량으로 투입되며, 기체는 1 내지 200 μL/min의 유량으로 투입되는 것이다.Preferably, the step of introducing the liquid sample into the liquid inlet and the step of introducing the gas into the gas inlet are performed simultaneously, for example, in the case of a rectangular tube having a width of 100 μm and a height of 33 μm, the liquid sample is transferred to the liquid inlet. is input at a flow rate of 1 to 100 μL/min, and the gas is input at a flow rate of 1 to 200 μL/min.

상기 액체 시료 및 기체의 투입이 완료된 후 상기 미세유체장치를 분석기기의 검출기(detector)에 배치하는 단계; 및 상기 감마계수기를 이용하여 결과를 확인하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. disposing the microfluidic device on a detector of an analysis device after the input of the liquid sample and the gas is completed; and confirming the result using the gamma counter.

본 발명에 의하면, 기체의 주입에 의한 기포 형성을 통해 미세관 내 교반 효과를 가짐으로써 부착 반응을 촉진할 수 있다.According to the present invention, the adhesion reaction can be promoted by having a stirring effect in the microtubule through bubble formation by injection of gas.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예Example 1 One

PDMS(polydimethylsiloxane) 베이스(A)와 경화제인 PDMS(B)를 10:1 비율로 혼합 후 진공펌프를 통해 기포를 제거한다. 방사면역측정을 위해 설계한 미세유체장치 디자인(도 1)의 마스터 패턴 위에 PDMS 혼합물을 붓고 60℃에서 1시간 동안 굳힌다. 몰드를 떠내고 액체 주입을 위해 천공한다. O2 플라즈마 이용한 표면처리를 하여 기판과 결합하여 미세유체장치를 제작하였다. After mixing the PDMS (polydimethylsiloxane) base (A) and the curing agent, PDMS (B) in a ratio of 10:1, air bubbles are removed through a vacuum pump. Pour the PDMS mixture onto the master pattern of the microfluidic device design (Fig. 1) designed for radioimmunoassay and harden at 60 °C for 1 hour. The mold is scooped out and drilled for liquid injection. A microfluidic device was manufactured by combining with the substrate by surface treatment using O 2 plasma.

이때 상기 미세유체장치의 폭은 9 mm, 길이는 40 mm, 그리고 총 두께가 6 mm이 되도록 하였으며, 감지부의 유체 채널 및 액체 투입구와 감지부 사이의 유체 채널인 액체 투입 라인을 형성하는 채널의 폭은 100 μm로 하였고, 기체 투입구로부터 액체 투입 라인에 합류되기까지의 기체 투입 라인을 형성하는 채널의 폭은 50 μm로 하였으며, 각 채널의 높이는 33 μm로 하였다. 유체 채널의 전체 부피는 약 1.5 mm3이었으며, 전체 표면적은 122.5 mm2가 되도록 하였다. 유체 채널의 형태는 진단 시 소요되는 방사성 시료(동위원소 표지 항원)를 최소화하는 동시에 감지신호(방사능)를 높이기 위한 표면적 최대화를 위해 나선형으로 디자인을 설계하였다.At this time, the width of the microfluidic device was 9 mm, the length was 40 mm, and the total thickness was 6 mm. is 100 μm, the width of the channel forming the gas input line from the gas inlet to joining the liquid input line was 50 μm, and the height of each channel was 33 μm. The total volume of the fluid channel was about 1.5 mm 3 , and the total surface area was 122.5 mm 2 . The shape of the fluid channel was designed in a spiral design to minimize the radioactive sample (isotope-labeled antigen) required for diagnosis while maximizing the surface area to increase the detection signal (radioactivity).

제조된 장치 내부 미세관의 표면을 항체로 처리하기 위해 우선적으로 생체물질과의 결합을 유도할 수 있는 기능기를 도입한다. 먼저, 용액의 지속적인 주입을 위해, 천공한 장치와 튜브 및 시린지를 연결한다. 미세관 표면의 아민기 도입을 위해 2%(3-aminopropyl)trimethoxysilane(APTMS)를 시린지 펌프를 이용해 10 μL/min 유량으로 2시간 동안 흘려준다. 미세관 내 미반응 용액을 제거하기 위해 에탄올을 20 μL/min 유량으로 10분간 흘려주어 세척한다. 다음 기능기의 도입을 위해, 공기를 불어넣어 미세관 내 잔류하고 있는 에탄올을 제거한다. 알데하이드기 도입을 위해 2.5% 글루타알데히드(glutar aldehyde, GA)를 10 μL/min 유량으로 1시간 동안 흘려준다. 미세관 내 미반응 용액을 제거하기 위해 증류수를 20 μL/min 유량으로 10분간 흘려주어 세척한다. 미세관 표면의 항체 부착을 위해, 공기를 불어넣어 증류수를 제거한다. In order to treat the surface of the microtubule inside the manufactured device with an antibody, a functional group capable of inducing binding to a biological material is preferentially introduced. First, for continuous infusion of the solution, connect the perforated device to the tube and syringe. 2% (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) is flowed for 2 hours at a flow rate of 10 μL/min using a syringe pump to introduce amine groups on the surface of the microtubule. In order to remove the unreacted solution in the microtubule, it is washed by flowing ethanol at a flow rate of 20 μL/min for 10 minutes. For the introduction of the next functional group, the ethanol remaining in the microtubule is removed by blowing air. For the introduction of the aldehyde group, 2.5% glutaraldehyde (GA) is flowed at a flow rate of 10 μL/min for 1 hour. In order to remove the unreacted solution in the microtubule, it is washed by flowing distilled water at a flow rate of 20 μL/min for 10 minutes. For antibody attachment to the microtubule surface, blow off air to remove distilled water.

예시적인 진단 대상인 T4(Thyroxine) 항원과 특이적으로 반응하는 항(anti)-T4 항체를 부착하기 위해, 1 μg 항(anti)-T4/10 μL PBS(phosphate-buffered saline)의 항체를 미세관으로 주입한 뒤 밀봉하여 12시간 동안 냉장보관 한다. 미세관 내 미부착 항체를 제거하기 위해 PBS를 20 μL/min 유량으로 10분간 흘려주어 세척한다. 항체가 부착되지 못한 미반응 구역에서 항원의 비특이적 결합을 방지하기 위해, 1% BSA(bovine serum albumin)을 10 μL/min으로 1시간 동안 흘려주어 블로킹 처리한다. 미세유체장치를 이용한 방사면역측정을 위해 시중에 판매되고 있는 방사면역진단키트를 이용할 수 있으며, 미세관 표면에서의 경쟁반응 유도를 위해 방사면역진단키트에 포함된 동위원소가 표지되지 않은 T4 항원 2 μg/dL 농도의 표준액 10 μL를 미세관에 주입한 뒤 5분간 정체반응 한다. 이어서, 125I 동위원소가 표지된 T4 항원을 포함한 125I 트레이서(tracer) 시료 10 μL를 미세관에 주입한 뒤 5분간 정체반응 하여 경쟁반응을 유도한다. 미세관 내 잔류하고 있는 미부착 항원을 제거하기 위해 PBS를 20 μL/min으로 5분간 흘려주어 세척한다. 다음 단계의 방사능 측정을 위해, 공기를 불어넣어 미세관 내 잔류하고 있는 PBS를 제거한다.To attach an anti-T4 antibody that specifically reacts with an exemplary diagnostic target T4 (Thyroxine) antigen, 1 μg anti-T4/10 μL PBS (phosphate-buffered saline) antibody was added to a microtubule After injection, seal and refrigerate for 12 hours. To remove non-adherent antibodies in microtubules, wash with PBS at a flow rate of 20 μL/min for 10 minutes. In order to prevent non-specific binding of antigen in the unreacted area to which the antibody is not attached, blocking is performed by flowing 1% bovine serum albumin (BSA) at 10 μL/min for 1 hour. A commercially available radioimmunodiagnostic kit can be used for radioimmunometry using a microfluidic device, and unlabeled T4 antigen 2 contained in the radioimmunodiagnostic kit is included in the radioimmunodiagnostic kit to induce a competitive reaction on the surface of microtubules. After injecting 10 µL of the standard solution with a concentration of µg/dL into the microtubule, the reaction is stagnant for 5 minutes. Subsequently, 10 μL of a 125 I tracer sample containing the T4 antigen labeled with 125 I is injected into the microtubule, followed by a stagnant reaction for 5 minutes to induce a competition reaction. To remove the non-adherent antigen remaining in the microtubule, wash with PBS at 20 μL/min for 5 minutes. For radioactivity measurement in the next step, remove PBS remaining in the microtubule by blowing air.

다음으로, 상기 미세유체장치를 테스트 튜브(test tube)에 넣은 뒤 감마계수기(Gamma Counter, 1470 WIZARD)의 검출기 (detector)에 배치하여 방사능을 측정하였다. Next, the microfluidic device was placed in a test tube and placed in a detector of a Gamma Counter (1470 WIZARD) to measure radioactivity.

실시예Example 2 2

상기 실시예 1의 동위원소가 표지되지 않은 T4 항원 4 μg/dL 농도의 표준액 10 μL를 미세관에 주입한 뒤 5분간 정체반응 하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반응을 수행하였다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 µL of the standard solution having a concentration of 4 µg/dL of the isotope-labeled T4 antigen of Example 1 was injected into the microtubule and the reaction was stagnant for 5 minutes.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1의 동위원소가 표지되지 않은 T4 항원 8 μg/dL 농도의 표준액 10 μL를 미세관에 주입한 뒤 5분간 정체반응 하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반응을 수행하였다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 μL of the standard solution having a concentration of 8 μg/dL of the T4 antigen unlabeled in Example 1 was injected into the microtubule and the reaction was stagnant for 5 minutes.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1의 표준액이 아닌 정도관리(Quality Control, QC(㈜신진메딕스, RIAKEY T4 RIA Tube Ⅱ)) 물질 10 μL를 미세관에 주입한 뒤 5분간 정체반응 하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 반응을 수행하였다. In Example 1, except that 10 μL of a quality control (QC (Shinjin Medics, RIAKEY T4 RIA Tube Ⅱ)) substance other than the standard solution of Example 1 was injected into the microtubule and stagnant reaction was performed for 5 minutes. The reaction was carried out in the same manner.

실시예Example 5 5

상기 실시예 1의 생체물질과의 결합을 유도하기 위해 기능기를 도입한 미세유체장치에 대하여 동위원소(125I)를 표지한 항체 (anti-PSA) 10 μL를 1 μL/min 유량으로 미세유체장치의 액체 투입구에 흘려주어 항체 부착을 진행하였다. 이때, 기체 투입구에 35 μL/min의 유량으로 공기를 함께 투입하였다. 그 결과 도 4에 나타난 바와 같이 감지부 내 액체와 기체 구간의 비율이 약 1:1을 형성하였다. 미세관 내 잔류하고 있는 미부착 항체를 제거하기 위해 PBS를 20 μL/min으로 5분간 흘려주어 세척한다. 다음 단계의 방사능 측정을 위해, 공기를 불어넣어 미세관 내 잔류하고 있는 PBS를 제거한다.To the microfluidic device introduced with a functional group to induce binding to the biomaterial of Example 1, 10 μL of an antibody (anti-PSA) labeled with an isotope ( 125 I) was added to the microfluidic device at a flow rate of 1 μL/min. Antibody attachment was carried out by flowing it through the liquid inlet of the At this time, air was also introduced into the gas inlet at a flow rate of 35 μL/min. As a result, as shown in FIG. 4 , the ratio between the liquid and gas sections in the sensing unit was about 1:1. In order to remove the non-adherent antibody remaining in the microtubule, it is washed by flowing PBS at 20 μL/min for 5 minutes. For radioactivity measurement in the next step, remove PBS remaining in the microtubule by blowing air.

다음으로, 상기 미세유체장치를 테스트 튜브(test tube)에 넣은 뒤 감마계수지(Gamma Counter, 1470 WIZARD)의 검출기 (detector)에 배치하여 방사능을 측정하였다.Next, the microfluidic device was placed in a test tube and placed in a detector of a gamma counter (Gamma Counter, 1470 WIZARD) to measure radioactivity.

실시예Example 6 6

상기 실시예 1의 생체물질과의 결합을 유도하기 위해 기능기를 도입한 유체 채널이3층으로 적층된, 도 6에 도시된 바와 같은 미세유체장치에 대하여 동위원소(125I)를 표지한 항체(anti-PSA) 10 μL를 미세유체장치의 액체 투입구에 흘려준 뒤 5분간 정체반응하여 항체 부착을 진행하였다. 미세관 내 잔류하고 있는 미부착 항체를 제거하기 위해 PBS를 20 μL/min으로 5분간 흘려주어 세척한다. 다음 단계의 방사능 측정을 위해, 공기를 불어넣어 미세관 내 잔류하고 있는 PBS를 제거한다.An antibody labeled with an isotope ( 125 I) with respect to a microfluidic device as shown in FIG. 6, in which a fluid channel into which a functional group is introduced to induce binding to the biomaterial of Example 1 is stacked in three layers ( Anti-PSA) 10 μL was flowed into the liquid inlet of the microfluidic device, followed by a stagnant reaction for 5 minutes to proceed with antibody attachment. In order to remove the non-adherent antibody remaining in the microtubule, it is washed by flowing PBS at 20 μL/min for 5 minutes. For radioactivity measurement in the next step, remove PBS remaining in the microtubule by blowing air.

다음으로, 상기 미세유체장치를 테스트 튜브(test tube)에 넣은 뒤 감마계수지(Gamma Counter, 1470 WIZARD)의 검출기 (detector)에 배치하여 방사능을 측정하였다.Next, the microfluidic device was placed in a test tube and placed in a detector of a gamma counter (Gamma Counter, 1470 WIZARD) to measure radioactivity.

비교예comparative example 1 One

상기 실시예 5에 있어서 기체의 투입 없이 항체를 포함하는 액체 시료 10 μL만을 흘려주는 것을 제외하고 상기 실시예 5와 동일하게 반응을 수행하였다. The reaction was performed in the same manner as in Example 5, except that in Example 5, only 10 μL of a liquid sample containing an antibody was flowed without gas.

실시예Example 7 7

상기 실시예 6의 유체 채널이 2층으로 적층된 미세유체장치를 이용하는 것을 제외하고 상기 실시예 6과 동일하게 반응을 수행하였다. The reaction was performed in the same manner as in Example 6, except that the microfluidic device in which the fluid channel of Example 6 was stacked in two layers was used.

실시예Example 8 8

상기 실시예 6의 유체 채널이 적층되지 않은 단층 미세유체장치를 이용하는 것을 제외하고 상기 실시예 6과 동일하게 반응을 수행하였다. The reaction was performed in the same manner as in Example 6, except that the single-layer microfluidic device in which the fluid channels of Example 6 were not stacked was used.

실험예Experimental example 1: 미세유체장치를 이용한 1: Using a microfluidic device 방사면역측정radioimmunoassay 수행 Perform

상기 실시예 1, 2, 3 및 4에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능을 측정하여 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다. 한편, 상기 실시예 1, 2, 3 및 4에 따른 액체시료 내 T4 항원의 농도는 하기 표 1에 나타내었다. The radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Examples 1, 2, 3 and 4 was measured and shown in Tables 1 and 2 below. Meanwhile, the concentrations of the T4 antigen in the liquid samples according to Examples 1, 2, 3 and 4 are shown in Table 1 below.

방사능 측정 결과(CPM)Radioactivity measurement result (CPM) 항원 농도(μg/dL)Antigen concentration (μg/dL) 실시예 1Example 1 480480 22 실시예 2Example 2 329329 44 실시예 3Example 3 9797 88 실시예 4Example 4 433433 2.62.6

상기 실시예 1 내지 3에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능을 측정한 결과, 0.9951의 결정계수(R2)를 갖는 표준검정곡선을 도출할 수 있었다. As a result of measuring the radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Examples 1 to 3, a standard calibration curve having a coefficient of determination (R 2 ) of 0.9951 could be derived.

한편, 실시예 4에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능으로부터 상기 도출한 표준검정곡선을 이용해 정도관리 물질 내 존재하는 항원의 농도를 역산한 결과 2.6 μg/dL임을 확인하였다. 이는 방사면역진단 키트에서 제시하는 정도관리 물질 적합 농도 범위(2.5 내지 4.5 μg/dL)에 포함되며, 이를 통해 본 발명에서 제공하는 미세유체소자를 이용해 방사면역측정을 적절하게 수행할 수 있음을 알 수 있다.On the other hand, the concentration of the antigen present in the quality control material was inversely calculated using the standard calibration curve derived above from the radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Example 4, and it was confirmed that it was 2.6 μg/dL. It is included in the appropriate concentration range (2.5 to 4.5 μg/dL) of the quality control substance presented by the radioimmunodiagnostic kit, and it is known that radioimmunoassay can be appropriately performed using the microfluidic device provided in the present invention. can

실험예Experimental example 2: 미세유체장치에 의한 테스트 튜브 오염 평가 2: Test tube contamination evaluation by microfluidic devices

상기 실시예 1 수행 후 상기 실시예 1의 테스트 튜브 내 미세유체장치를 제거한 뒤 감마계수지의 검출기에 테스트 튜브를 재배치하여 방사능을 측정하는 과정을 반복 수행하여 동위원소표지 항원이 부착된 미세유체장치에 의한 테스트 튜브 오염 유무를 평가하였다. 구체적으로, 실시예 1에 따라 미세유체장치를 포함한 테스트 튜브의 방사능을 측정한 뒤, 미세유체장치를 빼낸 테스트 튜브의 방사능을 측정하였으며, 이어서 동일 미세유체장치를 테스트 튜브에 다시 넣고 방사능을 측정하는 과정을 반복 수행하였다. 상기 실시예의 반복 수행에 따른 방사능 측정 결과를 도3에 나타내었다. After carrying out Example 1, after removing the microfluidic device in the test tube of Example 1, the process of measuring radioactivity by relocating the test tube to the detector of the gamma count was repeated, and the isotope-labeled antigen was attached to the microfluidic device. The presence or absence of contamination by the test tube was evaluated. Specifically, according to Example 1, after measuring the radioactivity of the test tube including the microfluidic device, the radioactivity of the test tube from which the microfluidic device was removed was measured, and then the same microfluidic device was put back into the test tube and the radioactivity was measured. The process was repeated. The radioactivity measurement results according to the repeated execution of the above example are shown in FIG. 3 .

상술한 바와 같은 과정에 따라 테스트 튜브의 방사능을 측정한 결과, 동위원소표지 항원이 부착된 미세유체장치에 의한 테스트 튜브의 오염은 발생하지 않았다. 따라서 미세유체장치를 이용한 방사면역측정 수행 시, 종래의 방사면역측정과 달리 테스트 튜브의 재사용이 가능하며, 이를 통해 고체 폐기물을 저감시킬 수 있다.As a result of measuring the radioactivity of the test tube according to the procedure as described above, contamination of the test tube by the microfluidic device to which the isotope-labeled antigen was attached did not occur. Therefore, when performing radioimmunoassay using a microfluidic device, the test tube can be reused, unlike the conventional radioimmunoassay, and thus solid waste can be reduced.

실험예Experimental example 3: 기체 주입에 의한 단백질 부착 개선 평가 3: Evaluation of protein adhesion improvement by gas injection

상기 실시예 5 및 비교예 1에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능을 측정하여 하기 표 2 및 도 5에 나타내었다. 또한, 상기 실시예 5 및 비교예 1에 따른 미세유체장치를 이용한 방사면역측정에서 소요된 액체 시료양 대비 방사능을 하기 표2에 함께 나타내었다.The radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Example 5 and Comparative Example 1 was measured and shown in Table 2 and FIG. 5 below. In addition, the radioactivity compared to the amount of liquid sample required for radioimmunometry using the microfluidic device according to Example 5 and Comparative Example 1 is shown in Table 2 below.

방사능 측정 결과(CPM)Radioactivity measurement result (CPM) 소요 액체 시료 대비 방사능(CPM/μL)Radioactivity to Required Liquid Sample (CPM/μL) 실시예 5Example 5 170170 19.219.2 비교예 1Comparative Example 1 155155 11.911.9

상기 실시예 5 및 비교예 1에 따라 미세유체장치에 액체 시료를 주입한 결과, 동일한 액체 주입 유량을 설정했음에도 기체 주입에 의해 실제 액체 주입 유량은 약 68% 수준으로 흐름을 확인하였다. 이에 상기 실시예 5 및 비교예 1에서 측정된 방사능을 소요된 액체 시료양을 기준으로 비교하고자 하였으며, 도 5에 나타난 것과 같이 기체를 주입하지 않는 경우에는 기체를 주입한 경우에 비해 약 62% 수준의 방사능을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, 기체 주입을 동반한 미세유체장치에서의 방사면역측정 시 채널 내 액체 시료에 대한 교반 효과를 통해 단백질 부착 성능을 개선할 수 있음을 알 수 있다.As a result of injecting the liquid sample into the microfluidic device according to Example 5 and Comparative Example 1, even though the same liquid injection flow rate was set, the actual liquid injection flow rate by gas injection was confirmed to be about 68%. Therefore, it was attempted to compare the radioactivity measured in Example 5 and Comparative Example 1 based on the amount of liquid sample required, and as shown in FIG. It was confirmed that it showed radioactivity. Therefore, it can be seen that the protein adhesion performance can be improved through the agitation effect on the liquid sample in the channel during radioimmunometry in a microfluidic device accompanied by gas injection.

실험예Experimental example 4: 적층구조에 의한 감지신호 증폭 여부 평가 4: Evaluation of amplification of detection signals by stacked structure

상기 실시예 6 내지 8에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능을 측정하여 하기 표 3 및 도 7에 나타내었다. 한편, 상기 실시예 6 내지 8에 따른 미세유체장치의 적층 수는 하기 표 3에 나타내었다.The radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Examples 6 to 8 was measured and shown in Table 3 and FIG. 7 below. Meanwhile, the number of stacks of the microfluidic devices according to Examples 6 to 8 is shown in Table 3 below.

방사능 측정 결과(CPM)Radioactivity measurement result (CPM) 적층 수(개)Number of stacks (pcs) 실시예 6Example 6 553553 33 실시예 7Example 7 367367 22 실시예 8Example 8 180180 1One

상기 실시예 6 내지 8에 따라 처리한 방사면역측정용 미세유체장치의 방사능을 측정한 결과, 적층 시트와 감지신호는 선형적으로 증가하는 관계를 나타냈으며 결정계수(R2)는 0.9999임을 확인하였다. As a result of measuring the radioactivity of the microfluidic device for radioimmunometry treated according to Examples 6 to 8, the laminated sheet and the detection signal showed a linearly increasing relationship, and it was confirmed that the coefficient of determination (R 2 ) was 0.9999. .

따라서 본 발명에서 제공하는 적층된 구조의 미세유체소자를 이용해 방사면역측정 시 감지신호를 증폭할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the detection signal can be amplified during radioimmunometry using the microfluidic device of the stacked structure provided in the present invention.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

Claims (16)

방사성 동위체로 표지된 분석 대상 물질과 특이적으로 결합하는 항체가 내부에 부착된 유체 채널이 형성된 본체를 포함하며,
상기 유체 채널은,
유체 채널의 일단에 연결되는 액체 투입구,
기체 투입을 위해 유체 채널과 연통된 기체 투입구,
패턴화된 유체 채널로 이루어지는 감지부 및
유체 채널의 타단에 연결되는 유체 배출구를 포함하며,
감지부는 미세유체장치의 일 말단 측에 배치되고, 액체 투입구 및 유체 배출구는 미세유체장치의 타 말단 측에 배치되는, 우물형 검출기(well type detector) 삽입을 위한, 방사면역측정용 미세유체장치.
A body having a fluidic channel attached therein to an antibody that specifically binds to an analyte labeled with a radioisotope;
the fluid channel,
a liquid inlet connected to one end of the fluid channel;
a gas inlet in communication with the fluid channel for gas introduction;
a sensing unit comprising a patterned fluid channel; and
and a fluid outlet connected to the other end of the fluid channel,
The sensing unit is disposed at one end of the microfluidic device, and the liquid inlet and the fluid outlet are disposed at the other end of the microfluidic device.
제1항에 있어서, 상기 액체 투입구, 감지부 및 유체 배출구는 유체 채널을 따라 순차적으로 배치되며, 상기 기체 투입구는 상기 액체 투입구와 감지부 사이의 유체 채널인 액체 투입 라인에 합류된 기체 투입 라인과 연통된, 방사면역측정용 미세유체장치.
According to claim 1, wherein the liquid inlet, the sensing unit and the fluid outlet are sequentially arranged along the fluid channel, the gas inlet is a fluid channel between the liquid inlet and the sensing unit a gas input line joined to the liquid input line; Connected, microfluidic device for radioimmunometry.
제1항에 있어서, 액체 시료는 상기 액체 투입구에 1 내지 100 μL/min의 유량으로 투입되며, 기체는 상기 기체 투입구에 1 내지 200 μL/min의 유량으로 투입되는, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 1, wherein the liquid sample is introduced into the liquid inlet at a flow rate of 1 to 100 μL/min, and the gas is introduced into the gas inlet at a flow rate of 1 to 200 μL/min. .
제1항에 있어서, 액체 시료 및 기체의 투입이 완료된 후 상기 감지부 내 액체와 기체 구간의 길이의 비율은 1: 0.25 내지 1.5인, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 1, wherein the ratio of the length of the liquid and gas section in the sensing unit after the input of the liquid sample and the gas is completed is 1: 0.25 to 1.5.
제4항에 있어서, 액체 시료 및 기체의 투입이 완료된 후 유체 채널 폭과 상기 감지부 내 액체 구간의 길이 비율이 1:1 내지 1:7 인, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 4, wherein the ratio of the fluid channel width to the length of the liquid section in the sensing unit is 1:1 to 1:7 after the input of the liquid sample and the gas is completed.
제1항에 있어서, 미세유체채널의 내부는 아민기(amine), 카르복실기(carboxyl), 티올기(thiol), 알데히드기(aldehyde) 및 히드록실기(hydroxyl) 중 적어도 하나의 잔기로 표면처리된 후 항체가 부착된, 방사면역측정용 미세유체장치.
The method of claim 1, wherein the inside of the microfluidic channel is surface-treated with at least one residue of an amine group, a carboxyl group, a thiol group, an aldehyde group, and a hydroxyl group. An antibody-attached microfluidic device for radioimmunometry.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 유체 채널이 형성된 본체는 유체 채널이 형성된 시트가 2층 이상 적층된 적층체 형태인, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 1, wherein the body in which the fluid channels are formed is in the form of a laminate in which two or more sheets in which the fluid channels are formed are stacked.
제1항에 있어서, 상기 미세유체장치는 감마계수기(gamma counter), 감마분광분석기 및 액체섬광계수기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 분석기기에 의한 측정을 위한, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 1, wherein the microfluidic device is for measurement by an analysis device selected from the group consisting of a gamma counter, a gamma spectrometer, and a liquid scintillation counter.
제10항에 있어서, 상기 미세유체장치는 폭이 2 내지 20 mm이고, 길이가 3 내지 70 mm이며, 두께가 50μm 내지 14 mm인, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 10, wherein the microfluidic device has a width of 2 to 20 mm, a length of 3 to 70 mm, and a thickness of 50 μm to 14 mm.
제9항에 있어서, 상기 미세유체장치는 우물형 검출기(well type detector) 삽입을 위한, 적층체의 총 두께가 50μm 내지 14 mm인, 방사면역측정용 미세유체장치.
The microfluidic device for radioimmunometry according to claim 9, wherein the microfluidic device has a total thickness of 50 μm to 14 mm for insertion of a well type detector.
제1항 내지 제6항 및 제9항 내지 제12항 중 어느 하나 항의 방사면역측정용 미세유체장치의 액체 투입구에 방사성 동위체로 표지된 분석 대상 물질을 포함하는 액체 시료를 투입하는 단계; 및
기체 투입구에 공기를 투입하는 단계
를 포함하며, 액체 시료를 액체 투입구에 투입하는 단계는 기체 투입구에 공기를 투입하는 단계와 동시에 수행되거나 또는 교번하여 수행되는, 방사면역측정방법.
13. A method comprising: introducing a liquid sample containing an analyte labeled with a radioisotope into the liquid inlet of the microfluidic device for radioimmunometry according to any one of claims 1 to 6 and 9 to 12; and
Injecting air into the gas inlet
Including, the step of introducing the liquid sample into the liquid inlet is performed simultaneously with or alternately with the step of introducing air into the gas inlet, the radioimmunoassay method.
삭제delete 제13항에 있어서, 액체 시료를 액체 투입구에 투입하는 단계 및 기체 투입구에 공기를 투입하는 단계는 동시에 수행되며, 이때 상기 액체 시료는 상기 액체 투입구에 1 내지 100 μL/min의 유량으로 투입되며, 기체는 1 내지 200 μL/min의 유량으로 투입되는, 방사면역측정방법.
The method of claim 13, wherein the step of introducing the liquid sample into the liquid inlet and the step of introducing air into the gas inlet are performed simultaneously, wherein the liquid sample is introduced into the liquid inlet at a flow rate of 1 to 100 μL/min, The gas is injected at a flow rate of 1 to 200 μL/min, a radioimmunometry method.
제13항에 있어서, 액체 시료 및 기체의 투입이 완료된 후 상기 미세유체장치를 분석기기의 검출기(detector)에 배치하는 단계; 및
상기 감마계수기를 이용하여 결과를 확인하는 단계를 추가로 포함하는, 방사면역측정방법.
The method of claim 13 , further comprising: placing the microfluidic device on a detector of an analysis device after the input of the liquid sample and the gas is completed; and
Further comprising the step of confirming the result using the gamma counter, radioimmunometry method.
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