KR102419672B1 - Microfludic device including at least one microfluidic structure and method for analyzing sample supplied to the same - Google Patents

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Abstract

본 개시는 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용한 시료 분석 장치에 관한 것이다. 일 실시 예에 의하면, 상기 미세 유동 장치는 회전체; 상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고, 상기 미세 유동 구조물은, 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버; 상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및 일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함할 수 있다.The present disclosure relates to a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device. According to an embodiment, the microfluidic device may include a rotating body; at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure. including, wherein the microfluidic structure includes: a solution chamber receiving a solution injected through a solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first sharing channel; a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber. may include

Figure R1020200052668
Figure R1020200052668

Description

적어도 하나의 미세유동구조물을 포함하는 미세 유동 장치 및 이에 공급된 시료의 분석방법 {MICROFLUDIC DEVICE INCLUDING AT LEAST ONE MICROFLUIDIC STRUCTURE AND METHOD FOR ANALYZING SAMPLE SUPPLIED TO THE SAME}A microfluidic device including at least one microfluidic structure and a method for analyzing a sample supplied thereto

본 개시는 적어도 하나의 미세유동구조물을 포함하는 미세 유동 장치 및 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 시료 내 표적 항원을 진단하기 위한 미세 유동 장치 및 이에 공급된 시료를 분석하기 위한 방법을 수행하는 시료 분석 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a microfluidic device including at least one microfluidic structure and a sample analysis device using the microfluidic device. More particularly, it relates to a microfluidic device for diagnosing a target antigen in a sample, and a sample analysis device for performing a method for analyzing a sample supplied thereto.

인플루엔자 바이러스, 조루 인플루엔자 바이러스, 코로나 바이러스와 같은 바이러스의 질병 진단을 위해서 시료 내 단백질 또는 유전체를 분석하기 위한 기술들이 개발되고 있으며, 특히, 사회적 파장이 큰 박테리아나 바이러스의 질병 진단을 현장에서 빠르고 신속하게 하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다. In order to diagnose diseases of viruses such as influenza virus, premature ejaculation virus, and corona virus, technologies for analyzing proteins or genomes in samples are being developed. The development of technology to do this is required.

이러한 병원체들의 현장 진단을 신속하게 하기 위해서, 소량의 유체를 조작하여 생물학적 또는 화학적인 반응을 수행할 수 있는 미세 유동 장치들이 사용되고 있다. 미세 유동 장치는 칩(chip), 디스크 등 다양한 형상의 몸체 내에 배치된 미세 유동 구조물을 포함할 수 있다. 미세 유동 장치를 사용하여, 다양한 병원체들을 현장에서 바로 진단함으로써, 병원체들을 신속하게 차단할 수 있기 때문에, 인명 피해와 경제적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.Microfluidic devices capable of performing a biological or chemical reaction by manipulating a small amount of fluid have been used in order to quickly perform on-site diagnosis of these pathogens. The microfluidic device may include a microfluidic structure disposed in a body having various shapes, such as a chip or a disk. By using the microfluidic device to diagnose various pathogens on the spot, it is possible to quickly block pathogens, thereby reducing human casualties and economic losses.

그러나, 일반적인 미세 유동 장치들은 공간상의 제약 때문에 하나의 칩(chip)상에서 여러 개의 시료들을 동시에 처리하기 어려운 한계가 있었으며, 현장 진단 시, 시료를 주입하기 위한 카트리지 및 미세 유동 장치들을 조립하고, 작동하는데 많은 시간이 소요되는 한계가 있었다.However, general microfluidic devices have a limitation in that it is difficult to process multiple samples simultaneously on one chip due to space constraints. There was a limit that took a lot of time.

따라서, 별도의 수동 조작 없이, 다양한 종류의 시료들을 효과적으로 분석할 수 있는 미세 유동 장치 및 미세 유동 장치를 이용한 시료 분석 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for developing a microfluidic device capable of effectively analyzing various types of samples without a separate manual operation and a sample analysis device using the microfluidic device.

한국공개특허 제 2019-0077748호Korean Patent Publication No. 2019-0077748

일 실시 예에 따르면, 회전체의 회전에 기초하여 시료를 이동시킬 수 있는 미세 유동 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment, a microfluidic device capable of moving a sample based on the rotation of a rotating body may be provided.

또한, 일 실시 예에 의하면, 상기 미세 유동 장치를 이용하여 시료 내 표적 항원을 진단할 수 있는 시료 분석 장치가 제공될 수 있다.Also, according to an embodiment, a sample analysis device capable of diagnosing a target antigen in a sample using the microfluidic device may be provided.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따라, 미세 유동 장치는 회전체; 상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고, 상기 미세 유동 구조물은 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버; 상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및 일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for achieving the above-described technical problem, a microfluidic device includes a rotating body; at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure. Including, wherein the microfluidic structure includes: a solution chamber for receiving a solution injected through the solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first sharing channel; a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber. may include

일 실시 예에 의하면 미세 유동 구조물은 일단이 상기 용액 챔버에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버로 제공하는 수동 밸브; 를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic structure includes: a manual valve having one end connected to the solution chamber and providing solutions accommodated in the solution chamber to the sample chamber based on a rotational force generated by the rotating body; may further include.

일 실시 예에 의하면, 상기 웨이스트 챔버는 상기 웨이스트 챔버 내부에 상기 시료 및 용액을 흡수하는 고흡수성수지(Super Abosrbent Polymer)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the waste chamber may further include a super absorbent polymer (Super Absorbent Polymer) for absorbing the sample and the solution in the waste chamber.

일 실시 예에 의하면, 제1 공유 채널은 상기 회전체 내에서 원주 방향으로 지그재그(Zigzag)형태로 형성되고, 상기 회전체는 상기 용액 챔버 내 용액이 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버 각각에 공유될 때까지, 상기 시료 챔버로 이동되지 않도록, 정지 또는 회전할 수 있다.According to an embodiment, the first sharing channel is formed in a zigzag shape in the circumferential direction in the rotation body, and the rotation body is when the solution in the solution chamber is shared with each of the solution chambers in the other microfluidic structures. up to, so as not to move to the sample chamber, it can be stopped or rotated.

일 실시 예에 의하면, 시료 챔버는 상기 에어 벤트를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the sample chamber may be connected to a second sharing channel for sharing the samples injected through the air vent with other adjacent microfluidic structures.

일 실시 예에 의하면, 상기 회전체는 상기 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널에 작용하는, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력이 상기 적어도 일부 채널에서 발생하는 모세관력보다 작아지도록 정지함으로써, 상기 수집 챔버 내 상기 시료 및 상기 용액이 상기 사이펀 채널로의 이동을 시작하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the rotating body stops so that the rotational force generated by the rotating body acting on at least some channels in the siphon channel becomes smaller than the capillary force generated in the at least some channels, so that the in the collection chamber The sample and the solution may be allowed to initiate movement into the siphon channel.

일 실시 예에 의하면, 상기 시료 챔버 내 표면에는, 상기 시료 내 표적 물질에 결합될 수 있는 1차 항체가 미리 코팅될 수 있다.According to an embodiment, a surface in the sample chamber may be pre-coated with a primary antibody capable of binding to a target material in the sample.

일 실시 예에 의하면, 상기 용액 챔버는, 상기 용액 주입구를 통해, 효소 면역 진단을 위한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액 및 상기 시료 내 표적 물질 중, 상기 1차 항체에 결합되지 않은 표적 물질을 세척하기 위한 용액을 획득할 수 있다.According to an embodiment, the solution chamber includes, through the solution inlet, a solution containing a secondary antibody to which a chromogenic enzyme for enzymatic immunodiagnosis is attached, a solution containing a chromogenic substrate, and a target material in the sample Among them, a solution for washing the target material not bound to the primary antibody may be obtained.

일 실시 예에 의하면, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물은, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 원주 방향으로, 상기 회전체 내에서 배열되고, 상기 회전체는, 적어도 하나의 회전축을 중심으로 미리 설정된 회전수로 회전하고, 상기 시료 및 상기 용액은 상기 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 상기 미세 유동 구조물 내에서 이동될 수 있다.According to an embodiment, the at least one microfluidic structure is arranged in the rotation body in a circumferential direction about a rotation axis of the rotation body, and the rotation body is rotated in advance about at least one rotation axis rotated by water, and the sample and the solution may be moved in the microfluidic structure based on a rotational force generated as the rotating body rotates.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 미세 유동 장치; 상기 미세 유동 장치를 상기 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부; 기 설정된 구동축을 따라 상기 미세 유동 장치로 상기 시료 및 상기 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부; 상기 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 상기 저장된 시료 및 용액들을 상기 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부; 및 상기 미세 유동 구조물 내 상기 시료 및 상기 용액들이 미리 설정된 경로로 이동하도록 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 공급부를 제어하는 제어부; 를 포함하는, 시료 분석 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, the microfluidic device; a first driving unit rotating the microfluidic device along the rotation axis; a second driving unit for moving an injection device for injecting the sample and the solution into the microfluidic device along a preset driving shaft; a supply unit that stores samples and solutions to be provided to the injection device and selectively provides the stored samples and solutions to the injection device; and a control unit configured to control the first driving unit, the second driving unit, and the supply unit to move the sample and the solutions in the microfluidic structure in a preset path. A sample analysis device comprising a may be provided.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 개시의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 미세 유동 장치 및 상기 시료 분석 장치를 이용하여, 주입된 시료를 분석하기 위한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공될 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present disclosure for solving the above technical problem, using the microfluidic device and the sample analysis device, a computer recording a program for executing a method for analyzing an injected sample in a computer A readable recording medium may be provided.

본 개시의 일 실시 예에 의하면, 하나의 미세 유동 장치에서 다양한 시료들을 효과적으로 분석할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to effectively analyze various samples in one microfluidic device.

일 실시 예에 의하면, 현장 진단에서 대량의 시료들 내 표적 항원을 신속하고 정확하게 분석할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to quickly and accurately analyze a target antigen in a large amount of samples in a point-of-care diagnosis.

도 1은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따라, 복수의 미세 유동 구조물들이 배치된 미세 유동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 미세 유동 구조물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 각 구성의 규격을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.
도 11는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치와 연결되는 서버의 블록도이다.
1 is a diagram schematically illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
FIG. 2 is a diagram for describing a structure of a microfluidic device in which a plurality of microfluidic structures are disposed, according to an exemplary embodiment.
3 is a view for explaining the structure of a microfluidic structure according to an embodiment.
4 is a diagram schematically illustrating a structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram for explaining the specifications of each component of the sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analyzing device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;
9 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.
10 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to another exemplary embodiment.
11 is a block diagram of a server connected to a sample analysis device according to an exemplary embodiment.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.

본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present disclosure have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily implement them. However, the present disclosure may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

도 1은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analysis device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 회전 가능한 회전체(152), 상기 회전체(152) 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물(102, 104) 및 상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버(124)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 회전체(152)는 회전체(152)내 웨이스트 챔버(124)가 형성되는 공간과 구분되는 미세 유동 구조물이 형성되는 영역(122)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic device 1000 includes a rotatable rotating body 152 , at least one microfluidic structure 102 and 104 disposed at preset intervals within the rotating body 152 , and within the rotating body. may include a waste chamber 124 formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure and connected to each of the at least one microfluidic structure. More specifically, the rotating body 152 may include a region 122 in which the microfluidic structure is formed, which is separated from the space in which the waste chamber 124 is formed in the rotating body 152 .

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 웨이스트 챔버(124)가 형성되는 영역의 반경 방향으로의 내측에, 미리 설정된 간격으로 배치되는 미세 유동 구조물들을 포함할 수 있다. 상기 미세 유동 구조물은 적어도 하나의 회전축(113)을 중심으로, 상기 회전체(152)내에서 원주 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 미세 유동 구조물은 회전체(152)의 회전력 및 회전 방향에 기초하여 미세 유동 구조물 내 시료 및 용액들을 이동시킬 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic device 1000 may include microfluidic structures disposed at preset intervals inside the area in which the waste chamber 124 is formed in a radial direction. The microfluidic structure may be disposed in the circumferential direction within the rotation body 152 with respect to at least one rotation shaft 113 . In addition, the microfluidic structure may move the sample and solutions in the microfluidic structure based on the rotational force and the rotational direction of the rotating body 152 .

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(102, 104)는 용액 주입구(미도시)를 통해 주입된 용액을 수용하고, 수용된 용액을 제1 공유 채널(130)을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버(123), 상기 회전체(152) 내 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트(129)를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버(128) 및 일단이 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써 상기 시료 및 용액을 웨이스트 챔버(124)로 전달하는 사이펀 채널(132)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic structures 102 and 104 receive a solution injected through a solution inlet (not shown), and share the received solution with other adjacent microfluidic structures through the first sharing channel 130 . The solution chamber 123, the sample chamber 128 for receiving the sample injected through the air vent 129 opened to the outside, which is located further outward in the radial direction than the solution chamber in the rotating body 152, and one end It may include a siphon channel 132 connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber to deliver the sample and the solution to the waste chamber 124 .

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(102, 104)은 일단이 상기 용액 챔버(123)에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버(123)에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버(128)로 제공하는 수동 밸브(125)를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, one end of the microfluidic structures 102 and 104 is connected to the solution chamber 123, and the solutions accommodated in the solution chamber 123 are transferred to the sample chamber based on the rotational force generated by the rotating body. A manual valve 125 provided at 128 may be further included.

후술하는 도 2 내지 도 3을 참조하여 미세 유동 구조물의 구조를 더 구체적으로 설명하기로 한다.The structure of the microfluidic structure will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 3 to be described later.

미세 유동 장치(1000)는 상술한 적어도 하나의 미세 유동 구조물을 포함하고, 소정의 회전축(113)을 따라 회전하면서, 미세 유동 구조물 내 시료 및 용액을 이동시킬 수 있다. 본 개시에 따른 미세 유동 장치(1000)는 시료 분석 장치(2000)에 체결될 수 있고, 시료 분석 장치(2000)의 제어에 의해 자동화된 시료 분석 과정에 사용될 수 있다. The microfluidic device 1000 may include the above-described at least one microfluidic structure, and may move a sample and a solution in the microfluidic structure while rotating along a predetermined rotation axis 113 . The microfluidic device 1000 according to the present disclosure may be coupled to the sample analysis device 2000 and used in an automated sample analysis process under the control of the sample analysis device 2000 .

일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 검출하고자 하는 항원에 대응되는 표적 물질을 포함하는 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 상기 표적 항원을 검출하기 위한 반응 용액들을 저장부(134)에 미리 저장할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 저장부(134)에 저장된 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 반응 용액들을 저장부(134)로부터 추출하고, 추출된 시료, 세척 용액, 용리 용액 및 반응 용액들을 주입구(137)를 통하여 미세 유동 장치(1000)내 챔버들에 주입할 수 있다. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 pre-stores a sample containing a target material corresponding to an antigen to be detected, a washing solution, an elution solution, and a reaction solution for detecting the target antigen in the storage unit 134 . can be saved The sample analysis apparatus 2000 extracts the sample, the washing solution, the elution solution, and the reaction solution stored in the storage unit 134 from the storage unit 134 , and injects the extracted sample, the washing solution, the elution solution, and the reaction solution into the inlet 137 . ) may be injected into the chambers in the microfluidic device 1000 .

시료 분석 장치(2000)는 시료 또는 용액이 주입된 미세 유동 장치(1000)를 미리 설정된 회전수 및 회전 방향에 따라 회전시킴으로써, 미세 유동 장치 내 시료 또는 용액이 이동되도록 제어할 수 있다.The sample analysis apparatus 2000 may control the sample or solution in the microfluidic apparatus to move by rotating the microfluidic apparatus 1000 into which the sample or solution is injected according to a preset number of rotations and a rotation direction.

즉, 시료 분석 장치(2000)는 적어도 하나의 미세 유동 구조물을 포함하는 미세 유동 장치(1000)내 시료 및 용액들을 이동 시킴으로써, 다양한 종류의 시료에 포함된 표적 물질들을 검출할 수 있다.That is, the sample analysis apparatus 2000 may detect target substances included in various types of samples by moving the samples and solutions in the microfluidic apparatus 1000 including at least one microfluidic structure.

일 실시 예에 의하면, 표적 물질들은 유전 정보를 가지는 표적 핵산(Nucleic Acid), 표적 항원 또는 표적 RNA 또는 표적 DNA에 대응될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 일반적인 시료 분석 장치와는 달리, 미리 저장된 시료 및 용액들이 미세 유동 장치에 자동으로 공급되도록 함으로써, 미세 유동 장치에 주입된 시료 내 표적 물질들을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다. According to an embodiment, the target substances may correspond to a target nucleic acid having genetic information, a target antigen, a target RNA, or a target DNA. Unlike a typical sample analysis device, the sample analysis device 2000 may rapidly and accurately detect target substances in a sample injected into the microfluidic device by automatically supplying pre-stored samples and solutions to the microfluidic device.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 제어하는 시료 분석 장치는 표적 항원을 포함하는 시료, 항체 또는 효소를 포함하는 용액들을 미세 유동 장치 내에서 이동시킴으로써, 효소결합면역흡착검사(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)에 사용될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시료나 용액을 미세 유동 장치 내에서 이동시킴으로써, 시료 내 표적 물질들을 검출하고, 반응시키기 위한 기타 화학적 또는 생물학적 검사에도 사용될 수 있음은 물론이다. In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the microfluidic device and the sample analysis device for controlling the microfluidic device move a sample containing a target antigen, an antibody, or a solution containing an enzyme in the microfluidic device, so that the enzyme It can also be used for enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). However, the present invention is not limited thereto, and by moving the sample or solution in the microfluidic device, it can be used for other chemical or biological tests for detecting and reacting target substances in the sample, of course.

도 2는 일 실시 예에 따라, 복수의 미세 유동 구조물들이 배치된 미세 유동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for describing a structure of a microfluidic device in which a plurality of microfluidic structures are disposed, according to an exemplary embodiment.

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 회전축을 중심으로 원주 방향으로 배열되는 복수의 미세 유동 구조물(210)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(210)은 회전체(220) 내에서 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있다. According to an embodiment, the microfluidic device 1000 may include a plurality of microfluidic structures 210 arranged in a circumferential direction with respect to a rotation axis. According to an embodiment, the microfluidic structures 210 may be arranged at preset intervals within the rotation body 220 .

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물들은 적어도 하나의 공유 채널(218)을 통하여, 인접한 미세 유동 구조물 내 챔버에 저장된 시료 또는 용액들을 공유할 수 있다. 예를 들어, 미세 유동 구조물(210)은, 미세 유동 구조물(210)에 양쪽으로 인접한 미세 유동 구조물 내 챔버에 저장된 시료 또는 용액들을 공유할 수 있다. 미세 유동 구조물(210)에 인접한 미세 유동 구조물들은 동일한 방식으로, 다른 미세 유동 구조물들과 연결될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전체(220) 내 모든 미세 유동 구조물들은 적어도 하나의 공유 채널(218)을 통하여 서로 연결될 수도 있다.According to an embodiment, the microfluidic structures may share a sample or solutions stored in a chamber in an adjacent microfluidic structure through at least one shared channel 218 . For example, the microfluidic structure 210 may share samples or solutions stored in a chamber in the microfluidic structure adjacent to both sides of the microfluidic structure 210 . The microfluidic structures adjacent to the microfluidic structure 210 may be connected to other microfluidic structures in the same manner. According to an embodiment, all microfluidic structures in the rotating body 220 may be connected to each other through at least one shared channel 218 .

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(210)내 용액 챔버들은 공유 채널(218)을 통하여 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들과 연결되고, 각 미세 유동 구조물(210)내 용액 챔버들의 일단에는 수동 밸브(Passiv valve)가 연결될 수 있다. 따라서, 본 개시의 용액 챔버들(212)에 저장된 용액들은, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들에 용액이 채워질 때까지 상기 수동 밸브의 타단에 연결된 시료 챔버로 이동하지 못하도록 제한될 수 있다.According to an embodiment, the solution chambers in the microfluidic structure 210 are connected to the solution chambers in other microfluidic structures through the shared channel 218 , and one end of the solution chambers in each of the microfluidic structures 210 has a manual valve. (Passiv valve) can be connected. Accordingly, the solutions stored in the solution chambers 212 of the present disclosure may be restricted from moving to the sample chamber connected to the other end of the manual valve until the solution chambers in the other microfluidic structure are filled.

미세 유동 구조물(210)은 회전체(220)의 모서리부분으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 웨이스트 챔버(222) 보다 반경 방향으로 더 내측에 위치할 수 있다. 미세 유동 구조물(210)은 상술한 바와 같이, 용액 주입구를 통해 세척 용액 또는 표적 물질을 검출하기 위한 반응 용액(예컨대, 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액, 세척 용액 등)을 수용하는 용액 챔버(212), 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하는 시료 챔버(214) 및 상기 시료 챔버(214)와 상기 웨이스트 챔버(222)를 연결하는 사이펀 채널(216)을 포함할 수 있다.The microfluidic structure 210 may be positioned further in the radial direction than the waste chamber 222 formed to be spaced apart from the edge of the rotating body 220 by a predetermined distance. As described above, the microfluidic structure 210 includes a washing solution or a reaction solution for detecting a target material through the solution inlet (eg, a solution containing a secondary antibody to which a chromogenic enzyme is attached, a solution containing a chromogenic substrate, a solution chamber 212 for accommodating a cleaning solution, etc.), a sample chamber 214 positioned radially outward from the solution chamber, and a siphon channel connecting the sample chamber 214 and the waste chamber 222 ( 216) may be included.

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)는 30개의 미세 유동 구조물을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 분석하고자 하는 시료 및 용액의 종류, 분석 방법, 회전체의 크기, 미세 유동 구조물의 크기 등에 따라 달라질 수 있다.According to an embodiment, the microfluidic device 1000 may include 30 microfluidic structures. However, the present invention is not limited thereto, and may vary depending on the type of sample and solution to be analyzed, the analysis method, the size of the rotating body, the size of the microfluidic structure, and the like.

도 3은 일 실시 예에 따른 미세 유동 구조물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of a microfluidic structure according to an embodiment.

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 구조물(310)은, 용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고, 제1 공유 채널(338)을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버와 용액을 공유하는 용액 챔버(332), 용액 챔버(332)보다 회전체 내에서 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트(346)를 통하여 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버(334), 일단이 상기 용액 챔버(332)에 연결되고, 타단이 시료 챔버(334)에 연결되는 수동 밸브(341) 및 상기 시료 챔버(334)내 시료 또는 용액들을 웨이스트 챔버(348)로 이동시키기 위한 사이펀 채널(336)을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the microfluidic structure 310 receives the solution injected through the solution inlet, and shares the solution with the solution chamber in other microfluidic structures adjacent through the first shared channel 338 ( 332), the sample chamber 334, which is located more radially outward in the rotation body than the solution chamber 332, and receives the sample injected through the air vent 346 opened to the outside, one end of the solution chamber ( a manual valve 341 connected to 332 , the other end connected to the sample chamber 334 , and a siphon channel 336 for moving the sample or solutions in the sample chamber 334 to the waste chamber 348 . can

미세 유동 구조물(310)은 도 1에서 상술한 바와 같이 회전체 상에 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있으며, 회전체 상에 배열된 미세 유동 구조물들의 각 사이펀 채널(336)은 회전체 상에 위치하는 웨이스트 챔버(348)에 연결될 수 있다. 또한, 웨이스트 챔버(348)는 미세 유동 장치를 구성하는 회전체(352)의 모서리로부터 소정의 간격으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전체(352)는 PMMA 재질로써, 디스크 형태로 마련될 수 있다.The microfluidic structures 310 may be arranged at preset intervals on the rotating body as described above in FIG. 1 , and each siphon channel 336 of the microfluidic structures arranged on the rotating body is located on the rotating body. It may be coupled to a waste chamber 348 . In addition, the waste chamber 348 may be formed at a predetermined distance from the edge of the rotating body 352 constituting the microfluidic device. According to an embodiment, the rotating body 352 is made of PMMA material and may be provided in the form of a disk.

용액 챔버(332)는 일단에는 공유 채널과 연결될 수 있고, 용액 챔버의 타단은 수동 밸브(341)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 용액 챔버(332)는 시료 챔버 내 미리 코팅되는 항체에 포획되지 않은 항원을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사를 위한 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액을 수용할 수 있다.The solution chamber 332 may be connected to the shared channel at one end, and the other end of the solution chamber may be connected to the manual valve 341 . According to an embodiment, the solution chamber 332 includes a washing solution for washing antigens not captured by the antibody pre-coated in the sample chamber, a solution containing an antibody to which a coloring enzyme is attached for an enzyme-linked immunosorbent test, and color development. A solution comprising a substrate may be accommodated.

수동 밸브(341)는 수동 밸브(341) 입구를 통과하는 면적과 유사한 면적으로 형성되는 제1 채널(342) 및 상기 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제2 채널(343)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제2 채널(343)외에, 상기 수동 밸브 입구를 통과하는 면적보다 더 넓으나, 상기 제2 채널을 통과하는 면적보다는 작은 면적으로 제1 채널의 일부에 형성되는 제3 채널(344)을 더 포함할 수 도 있다. 그러나, 일 실시 예에 의하면, 상술한 제3 채널은 상기 제1 채널을 통과하는 면적과 유사하게 형성될 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)내의 표면은 소수성(hydrophobic)처리될 수 있다.The manual valve 341 has a first channel 342 formed in an area similar to the area passing through the inlet of the manual valve 341 and a portion of the first channel having a larger area than the area passing through the inlet of the manual valve 341 A second channel 343 may be included. According to another embodiment, in addition to the second channel 343 formed in a part of the first channel with an area wider than the area passing through the manual valve inlet, it is wider than the area passing through the manual valve inlet, but A third channel 344 formed in a portion of the first channel with an area smaller than an area passing through the second channel may be further included. However, according to an embodiment, the above-described third channel may be formed similarly to an area passing through the first channel. According to an embodiment, the surface of the manual valve 341 may be hydrophobic.

예를 들어, 수동 밸브(341)는 수동 밸브 내 제1 채널(342) 및 제2 채널(343) 사이의 면적 차이로 인하여, 제1 채널(342) 및 제2 채널(343)을 통과하는 유체의 계면의 반지름이 서로 달라지도록 할 수 있고, 두 계면의 반지름의 차이로 인하여 발생한 모세관력을 통하여, 용액 챔버(332)내 용액들이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 제한할 수 있다. For example, the manual valve 341 causes a fluid passing through the first channel 342 and the second channel 343 due to the difference in area between the first channel 342 and the second channel 343 in the manual valve. The radii of the interface of can be made to be different from each other, and the solution in the solution chamber 332 can be restricted from moving to the sample chamber 334 through the capillary force generated due to the difference in the radii of the two interfaces.

또한, 수동 밸브(341)는 수동 밸브(341) 내 제1 채널(342) 및 제2 채널(343)의 면적 차이뿐만 아니라, 수동 밸브 내 적어도 일부 면적이 소수성 처리됨으로써, 용액 챔버(332) 내 용액이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 하기 위한 더 큰 저항력을 확보할 수도 있다. 수동 밸브(341)내 적어도 일부 채널이 수동 밸브 입구를 통과하는 면적 보다 크게 마련되는 특징 및 내부 표면에 처리된 소수성 물질로 인하여 발생하는 저항력은 용액 챔버(332) 내 용액들이 회전체의 회전에 의하여 발생하는 소정의 회전력에 따라 시료 챔버로 이동하도록 설정될 수 있다.In addition, in the manual valve 341 , not only the difference in area between the first channel 342 and the second channel 343 in the manual valve 341 , but also at least a part of the area in the manual valve is hydrophobically treated, so that in the solution chamber 332 . A greater resistance force may be secured to prevent the solution from moving into the sample chamber 334 . The characteristic that at least some channels in the manual valve 341 are provided to be larger than the area through which the manual valve inlet passes and the resistance generated by the hydrophobic material treated on the inner surface of the solution chamber 332 is caused by the rotation of the rotating body. It may be set to move to the sample chamber according to a predetermined rotational force generated.

보다 상세하게는, 미세 유동 구조물(310)내 용액 챔버(332)는, 미세 유동 구조물(310)이 장착되는 회전체의 회전축에 가까이 위치할 수 있다. 따라서, 회전체가 회전축을 중심으로 회전할 경우, 회전에 의하여 발생하는 회전력이 용액 챔버(332)에서 수동 밸브(341) 방향으로 발생할 수 있다. 수동 밸브(341)의 입구 면적은 용액 챔버(332)의 면적 보다 좁게 형성되기 때문에, 모세관 압력의 차이로 인하여 용액 챔버(332)내 용액들이 수동 밸브(341)의 입구로 이동할 수 있다.More specifically, the solution chamber 332 in the microfluidic structure 310 may be located close to the rotation axis of the rotation body on which the microfluidic structure 310 is mounted. Accordingly, when the rotating body rotates about the rotating shaft, the rotational force generated by the rotation may be generated in the solution chamber 332 in the direction of the manual valve 341 . Since the inlet area of the manual valve 341 is narrower than that of the solution chamber 332 , solutions in the solution chamber 332 may move to the inlet of the manual valve 341 due to a difference in capillary pressure.

수동 밸브(341)의 입구로 이동한 용액은 수동 밸브(341)의 입구의 통과 면적과 유사한 면적으로 형성되는 제1 채널(342)의 일부를 통과한 후, 제1 채널(342)보다 더 넓은 면적으로 형성되는 제2 채널의 입구에 도달할 수 있다. 이때 제2 채널은 제1 채널 보다 더 넓은 면적으로 형성 되기 때문에, 제1 채널의 방향으로 형성된 용액의 계면에 대응되는 모세관력과 제2 채널의 방향으로 형성된 용액의 계면에 대응되는 모세관력의 차이가 발생하게 된다.The solution moved to the inlet of the manual valve 341 passes through a portion of the first channel 342 formed with an area similar to the passage area of the inlet of the manual valve 341 , and then is wider than the first channel 342 . The inlet of the second channel formed by the area may be reached. At this time, since the second channel has a larger area than the first channel, the difference between the capillary force corresponding to the interface of the solution formed in the direction of the first channel and the capillary force corresponding to the interface of the solution formed in the direction of the second channel will occur

제2 채널이 제1 채널 보다 더 큰 반지름의 계면을 가질 수 있으므로, 제2 채널의 계면에 대응되는 모세관력이 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 채널의 계면에서 발생하는 모세관력과 제1 채널의 계면에 대응되는 모세관력의 합에 따라 발생하는 알짜 모세관력은, 용액 챔버(332) 내 용액들이 시료 챔버(334)로 이동하지 못하도록 하는 저항력을 형성할 수 있다.Since the second channel may have an interface having a larger radius than that of the first channel, a capillary force corresponding to the interface of the second channel may be formed to be larger. Therefore, the net capillary force generated according to the sum of the capillary force generated at the interface of the second channel and the capillary force corresponding to the interface of the first channel does not move the solutions in the solution chamber 332 to the sample chamber 334 . resistance can be formed.

따라서, 용액 챔버(332)에 저장된 용액들은, 회전체의 회전에 의해 발생하는 회전력 및 수동 밸브(341)가 제공하는 저항력에 기초하여, 시료 챔버(334)로 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)는 제2 회전수로 회전하는 회전체에 의해 발생하는 제2 회전력에 기초하여, 용액 챔버(332)에 주입된 용액들을 시료 챔버(334)로 이동시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력은 수동 밸브(341)가 제공하는 저항력 보다 같거나 크게 마련될 수 있다.Accordingly, the solutions stored in the solution chamber 332 may move to the sample chamber 334 based on the rotational force generated by the rotation of the rotating body and the resistance force provided by the manual valve 341 . According to an embodiment, the manual valve 341 moves the solutions injected into the solution chamber 332 to the sample chamber 334 based on the second rotational force generated by the rotating body rotating at the second rotational speed. can According to an embodiment, the second rotational force may be provided equal to or greater than the resistance force provided by the manual valve 341 .

또한, 상기 용액 챔버(332)의 일단에 연결되는 수동 밸브(341) 및 상기 용액 챔버의 타단에, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버들과 연결되는 제1 공유 채널(338)로 인하여, 용액 챔버(332)에 저장된 용액들은, 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버의 용액들이 채워질 때까지, 수동 밸브(341)를 통과하여 시료 챔버(334)로 이동하지 못할 수 있음은 전술한 바와 같다. In addition, due to the manual valve 341 connected to one end of the solution chamber 332 and the first shared channel 338 connected to the solution chambers in other microfluidic structures at the other end of the solution chamber, the solution chamber ( As described above, the solutions stored in the 332 may not pass through the manual valve 341 to the sample chamber 334 until the solutions in the solution chamber in the other microfluidic structure are filled.

또한, 일 실시 예에 의하면, 용액 챔버(332)의 일단에 연결되어, 다른 미세 유동 구조물 내의 용액들을 공유하도록 하는 제1 공유 채널(338)은 미세 유동 구조물이 위치하는 회전체 내에서 원주 방향으로 지그 재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 미세 유동 구조물 사이의 용액들을 공유하기 위한 기타 형태로도 형성될 수 있다.In addition, according to an embodiment, the first sharing channel 338 connected to one end of the solution chamber 332 to share solutions in other microfluidic structures in a circumferential direction within the rotation body in which the microfluidic structures are located. It may be formed in a zigzag shape. However, the present invention is not limited thereto, and it may be formed in other forms for sharing solutions between microfluidic structures.

시료 챔버(334)는 적어도 하나의 표적 물질을 포함하는 시료를 수용할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)와 연결됨으로써, 시료 챔버의 외부 공간과 연결될 수 있다. 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)를 통하여 외부로부터 시료를 주입받을 수 있다. 후술하는 바와 같이, 시료 챔버(334)는 시료 분석 장치(2000)에 체결되는 경우, 시료 분석 장치의 주입구로부터 에어 벤트(346)를 통하여 시료를 획득할 수 있다. The sample chamber 334 may receive a sample including at least one target material. According to an embodiment, the sample chamber 334 may be connected to the air vent 346 to be connected to an external space of the sample chamber. The sample chamber 334 may receive a sample from the outside through the air vent 346 . As will be described later, when the sample chamber 334 is coupled to the sample analysis device 2000 , the sample may be acquired from the inlet of the sample analysis device through the air vent 346 .

또 다른 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 에어 벤트(346)를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물 내 시료 챔버(334)와 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 제2 공유 채널은 상기 제1 공유 채널과 유사하게 지그 재그(Zigzag) 형태로 형성될 수도 있다. 그러나, 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 용액 챔버와 달리, 각 시료 챔버(334)들은 다른 미세 유동 구조물 내 시료 챔버들과 공유 채널을 통하여 연결되지 않을 수도 있다.According to another embodiment, the sample chamber 334 may be connected to a second sharing channel for sharing the samples injected through the air vent 346 with the sample chamber 334 in another adjacent microfluidic structure. Also, according to an embodiment, the second shared channel may be formed in a zigzag shape similar to the first shared channel. However, according to an embodiment, unlike the solution chamber, the sample chamber 334 may not be connected to the sample chambers in other microfluidic structures through a shared channel.

일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)에는 시료 내 표적 물질(예컨대 표적 항원, 유전체)에 상보적인 항체들이 미리 코팅(pre-coated)되어 있을 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)의 내부 표면은, 상기 항체들이 고정되는 소정의 웰(well) 영역을 포함할 수도 있다. 시료 챔버(334)가 에어 벤트를 통하여 시료를 획득하면, 시료 내 항체에 상보적으로 결합될 수 있는 항원들이 미리 코팅된 항체에 결합될 수 있다. According to an embodiment, antibodies complementary to a target material (eg, a target antigen, a genome) in the sample may be pre-coated in the sample chamber 334 . According to an embodiment, the inner surface of the sample chamber 334 may include a predetermined well region to which the antibodies are immobilized. When the sample chamber 334 obtains a sample through the air vent, antigens capable of complementary binding to the antibody in the sample may be bound to the pre-coated antibody.

또한, 시료 챔버(334)는 내부 표면에 고정된 항체에 결합된 항원을 제외한 나머지 물질을 세척하기 위한 세척 용액을 용액 챔버로부터 획득하고, 세척 용액과 함께 포획되지 않은 표적 물질(예컨대 항원) 및 불순물들을 사이펀 채널(336)을 통하여 웨이스트 챔버(348)로 전달할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(334)는 용액 챔버(332)를 통하여 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액 및 발색 기질을 포함하는 용액을 더 획득할 수도 있다. 시료 챔버(334)에서는 미리 고정된 항체에 결합된 항원과, 발색 효소가 부착된 항체가 결합체를 형성할 수 있으며, 상기 결합체에 연결된 발색 효소에 발색 기질이 작용함으로써 발색 반응이 유도될 수 있다.In addition, the sample chamber 334 obtains a washing solution for washing substances other than the antigen bound to the antibody immobilized on the inner surface from the solution chamber, and the uncaptured target substance (eg, antigen) and impurities together with the washing solution. may pass through the siphon channel 336 to the waste chamber 348 . According to an embodiment, the sample chamber 334 may further obtain a solution containing an antibody to which a chromogenic enzyme is attached and a solution containing a chromogenic substrate through the solution chamber 332 . In the sample chamber 334 , an antigen bound to an antibody immobilized in advance and an antibody to which a chromogenic enzyme is attached may form a conjugate, and a chromogenic reaction may be induced by the action of a chromogenic substrate on the chromogenic enzyme linked to the conjugate.

시료 챔버(334)내, 항체에 포획되지 않은 항원, 불순물, 세척 용액, 기타 효소결합면역 흡착검사를 위한 반응 용액들은 미세 유동 구조물(310)이 장착되는 회전체의 회전 동작에 따라 사이펀 채널(336)로의 유입을 시작할 수 있다. In the sample chamber 334, antigens, impurities, washing solutions, and other reaction solutions for the enzyme-linked immunosorbent test that are not captured by the antibody are transferred to the siphon channel 336 according to the rotational operation of the rotating body on which the microfluidic structure 310 is mounted. ) can begin to flow into

시료 챔버(334)의 일단에 연결되는 사이펀(siphon) 채널(336)은, 회전체 상에서 시료 챔버(334) 보다 반경 방향으로 더 외측방향에 위치할 수 있고, 사이펀 채널(336)보다 더 외측 방향에 위치하는 웨이스트 챔버와 연결된다. 사이펀 채널(336)은 사이펀 채널이 제공하는 모세관력 및 미세 유동 구조물(310)이 위치하는 회전체가 발생시키는 회전력에 기초하여 용액들을 이동시킬 수 있다.The siphon channel 336 connected to one end of the sample chamber 334 may be positioned more radially outward than the sample chamber 334 on the rotating body, and more outward than the siphon channel 336 . It is connected to the waste chamber located in the The siphon channel 336 may move solutions based on a capillary force provided by the siphon channel and a rotational force generated by a rotating body in which the microfluidic structure 310 is located.

보다 상세하게는, 시료 챔버(334)가 에어 벤트(346)를 통하여 획득한 시료(sample)는 웨이스트 챔버(348)와 연결되는 사이펀 채널(336)의 출구 부분(339)까지 채워질 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)의 주입구를 통하여 배출된 시료들은, 시료 분석 장치(2000)의 실린지 펌프에 의해 발생되는 주입 압에 의하여 사이펀 채널(336)의 타단으로써, 웨이스트 챔버(348)로 배출되는 출구 부분(339)까지 채워질 수 있다. 사이펀 채널(336)을 모두 채운 시료들은 회전체의 회전(rotation)이 시작하게 되면, 회전력에 의해 웨이스트 챔버(348)로 이동할 수 있다.More specifically, a sample obtained by the sample chamber 334 through the air vent 346 may be filled up to the outlet portion 339 of the siphon channel 336 connected to the waste chamber 348 . For example, the samples discharged through the inlet of the sample analysis device 2000 are the other end of the siphon channel 336 by the injection pressure generated by the syringe pump of the sample analysis device 2000, and the waste chamber 348 ) can be filled up to the outlet portion 339 discharged to. When the rotation of the rotating body starts, the samples filling the siphon channel 336 may move to the waste chamber 348 by the rotational force.

예를 들어, 시료들은, 회전체가 정지한 상태에서 시료 챔버(334)로 주입될 수 있고, 주입된 시료 중, 시료 챔버(334)에 미리 코팅된 항체에 결합된 항원(예컨대 표적 물질)을 제외한 나머지 항원들, 상기 시료 내 포함된 불순물들은, 사이펀 채널의 출구(339)부분까지 채워질 수 있다. 시료 내 항원들 및 시료 챔버에 미리 코팅된 항체들 사이의 반응을 위해 소정의 시간이 경과한 후, 회전체가 회전하게 되면, 시료 챔버(334)내 미리 코팅된 항체에 결합되지 않은 항원들 및 불순물들은, 웨이스트 챔버(348)로 이동하게 된다.For example, the samples may be injected into the sample chamber 334 in a state in which the rotating body is stopped, and from among the injected samples, an antigen (eg, a target material) bound to an antibody coated in advance in the sample chamber 334 . The remaining antigens and impurities contained in the sample may be filled up to the outlet 339 of the siphon channel. After a predetermined time elapses for a reaction between the antigens in the sample and the antibodies pre-coated in the sample chamber, when the rotating body rotates, antigens not bound to the pre-coated antibody in the sample chamber 334 and Impurities migrate to the waste chamber 348 .

또한, 상술한 바와 같이, 회전체가 제2 회전수로 회전함에 따라 발생하는 제2 회전력에 의해 수동 밸브(341)를 통하여 용액 챔버(332)로부터 시료 챔버(334)로 이동한 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해, 수동 밸브(341)를 통하여 시료 챔버(334)로 이동한 용액들은, 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널 부분(337)까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)를 통과하여 시료 챔버(334)에 주입된 용액들은, 시료 챔버(334)에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부 채널 부분(337)까지 채워질 수 있다.In addition, as described above, the solutions moved from the solution chamber 332 to the sample chamber 334 through the manual valve 341 by the second rotational force generated as the rotating body rotates at the second rotational speed are transferred to the siphon channel. You can move up to some channel part of According to an embodiment, the solutions moving to the sample chamber 334 through the manual valve 341 by the second rotational force may move to at least a partial channel portion 337 in the siphon channel. According to an embodiment, the solutions injected into the sample chamber 334 through the manual valve 341 are located at a portion corresponding to the height at which the sample chamber 334 is filled with the solution, the partial channel portion 337 in the siphon channel. ) can be filled.

사이펀 채널 내 일부 채널 부분(337)까지 채워진 용액들은, 회전체가 미리 설정된 시간 동안 정지함에 따라, 사이펀 채널 내 출구 부분(339)까지 이동될 수 있고, 용액들이 웨이스트 챔버(348)로의 유입이 시작되면, 미세 유동 구조물(310)이 위치하는 회전체는 다시 고속으로 회전할 수 있다. Solutions filled up to some channel portion 337 in the siphon channel may be moved to an outlet portion 339 in the siphon channel as the rotating body stops for a preset time, and the solutions start flowing into the waste chamber 348 When done, the rotating body in which the microfluidic structure 310 is located can rotate again at high speed.

일 실시 예에 의하면, 수동 밸브(341)를 통과하여, 시료 챔버(334)로 이동한, 표적 물질을 세척하기 위한 제1 세척 용액, 제2 새척 용액, 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액 및 발색 기질을 포함하는 용액과 같이 효소결합면역흡착검사를 위한 반응 용액들은, 시료 챔버(334)에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분(337)까지 채워질 수 있고, 이후 회전체가 정지함에 따라 사이펀 채널 일부분(337)에서 모세관력이 회전체의 회전력보다 커지게 됨에 따라 웨이스트 챔버(348)로 이동될 수 있다.According to an embodiment, the first washing solution for washing the target material, the second washing solution, and the solution including the antibody to which the chromogenic enzyme is attached, which have passed through the manual valve 341 and moved to the sample chamber 334 . And the reaction solutions for the enzyme-linked immunosorbent test, such as a solution containing a chromogenic substrate, may be filled up to a portion 337 in the siphon channel located at a portion corresponding to the height at which the solution is filled in the sample chamber 334, and then As the rotating body stops, the capillary force in the siphon channel part 337 becomes greater than the rotating force of the rotating body, and thus it may be moved to the waste chamber 348 .

웨이스트 챔버(348)는 디스크형 기판(352)의 모서리 부분으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 형성되고, 적어도 하나의 미세 유동 구조물들 각각에 연결됨으로써, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물의 각 사이펀 채널을 통과하여 이동되는 시료 또는 용액들을 저장할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 웨이스트 챔버(124)는 웨이스트 챔버 내부에 시료 및 용액을 흡수 할 수 있는 고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)를 더 포함함으로써, 시료 및 용액들을 효과적으로 흡수할 수 있다.The waste chamber 348 is formed to be spaced apart from the edge portion of the disk-shaped substrate 352 by a predetermined distance, and is connected to each of at least one microfluidic structure to pass through each siphon channel of the at least one microfluidic structure. It is possible to store the sample or solution to be moved. In addition, according to an embodiment, the waste chamber 124 further includes a super absorbent polymer (SAP) capable of absorbing a sample and a solution in the waste chamber, thereby effectively absorbing the sample and the solution. .

도 4는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.

일 실시 예에 의하면, 미세 유동 장치(1000)가 장착되는 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 소정의 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부(520), 미리 설정된 구동축을 따라 시료 및 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부(540), 주입 기구에 제공될 시료 및 용액을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들을 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부(560) 및 상기 제1 구동부, 제2 구동부 및 공급부를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the sample analysis device 2000 on which the microfluidic device 1000 is mounted includes a first driving unit 520 that rotates the microfluidic device 1000 along a predetermined rotation axis, the sample and the sample along a preset driving shaft. A second driving unit 540 for moving an injection device for injecting a solution, a supply unit 560 for storing a sample and a solution to be provided to the injection device, and a supply unit 560 for selectively providing the stored sample and solutions to the injection device, and the first driving unit , a control unit (not shown) for controlling the second driving unit and the supply unit may be included.

그러나, 도시된 구성 요소가 모두 필수구성요소인 것은 아니고, 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 시료 분석 장치(2000) 가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 시료 분석 장치(2000)는 구현될 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 상술한 시료 분석 장치(2000)의 구성 중, 제1 구동부(520), 제2 구동부(540) 및 제어부(미도시)가 내부에 위치하도록 형성되는 제1 하우징(572) 및 개폐 가능하게 상기 제1 하우징(572)에 연결됨으로써, 상기 미세 유동 장치를 선택적으로 노출시키는 제2 하우징(574)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 또 다른 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(200)는 다른 전자 장치와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스(미도시) 및 미세 유동 장치에 대한 이미지를 획득하기 위한 카메라(미도시)를 더 포함할 수도 있다.However, not all illustrated components are essential components, and the sample analysis apparatus 2000 may be implemented by more components than the illustrated components, and the sample analysis apparatus 2000 may be implemented with fewer components. may be implemented. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 is formed such that, among the components of the above-described sample analysis apparatus 2000 , the first driving unit 520 , the second driving unit 540 , and the control unit (not shown) are located therein. It may further include a first housing 572 that is formed and a second housing 574 that selectively exposes the microfluidic device by being connected to the first housing 572 so as to be able to open and close. Also, according to another embodiment, the sample analysis device 200 may further include a network interface (not shown) for communicating with other electronic devices and a camera (not shown) for acquiring an image of the microfluidic device. have.

도 5는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.

도 1 내지 4에서 상술한 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 소정의 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부(520), 미리 설정된 구동축을 따라 시료 및 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부(540), 주입 기구에 제공될 시료 및 용액을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들을 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부(560)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 4 내지 7을 참조하여, 각 시료 분석 장치 내 구성의 특징을 더 구체적으로 설명하기로 한다.As described above with reference to FIGS. 1 to 4 , the sample analysis device 2000 includes a first driving unit 520 for rotating the microfluidic device 1000 along a predetermined rotation axis, and for injecting a sample and a solution along a preset driving shaft. The second driving unit 540 for moving the injection device may include a supply unit 560 that stores the sample and solution to be provided to the injection device, and selectively provides the stored sample and solution to the injection device. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 7 , the characteristics of the configuration of each sample analysis device will be described in more detail.

제1 구동부(520)는 미세 유동 장치(1000)에 체결되어 상기 미세 유동 장치의 회전축을 따라 상기 미세 유동 장치와 함께 회전 가능하게 설치되는 회전 부재(미도시) 및 제어부로부터 획득되는 제1 제어 신호에 기초하여, 상기 회전 부재를 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 스핀들 모터(632)를 포함할 수 있다. 스핀들 모터(632)는 제어부의 제어에 의해, 미리 설정된 회전수 및 회전 방향으로 회전함으로써, 미세 유동 장치(1000)가 회전하도록 할 수 있다. 제1 구동부(520)는 주입 기구로부터 주입되는 용액의 종류, 또는 용액 및 시료를 이용한 반응 과정의 진행 정도에 따라 회전수 및 회전 방향을 다르게 설정하여 회전체를 회전시킬 수 있다. The first driving unit 520 is a first control signal obtained from a rotation member (not shown) coupled to the microfluidic device 1000 and rotatably installed along with the microfluidic device along a rotation axis of the microfluidic device and the control unit. Based on the , a spindle motor 632 for rotating the rotating member in a predetermined rotation direction and rotation speed may be included. The spindle motor 632 may rotate at a preset number of rotations and a rotation direction under the control of the controller, thereby causing the microfluidic device 1000 to rotate. The first driving unit 520 may rotate the rotating body by differently setting the number of rotations and the direction of rotation according to the type of the solution injected from the injection device or the progress of the reaction process using the solution and the sample.

제2 구동부(540)는 적어도 하나의 가이드 축(620), 구동축의 일단이 주입 기구(621)가 체결되는 제1 구동 부재(622), 구동축(623)의 타단에서 연결되고 구동축이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 구동축에 구동력을 전달하는 제2 구동 부재(624) 및 상기 제2 구동 부재(624)를 소정의 각도만큼 회전시키는 스텝 모터(626)를 포함할 수 있다. 제2 구동부(540)는 제어부의 제어에 의해 시료 또는 용액을 미세 유동 장치 내 소정의 챔버에 주입할 수 있다.The second driving unit 540 includes at least one guide shaft 620 , one end of the driving shaft is connected to the first driving member 622 to which the injection mechanism 621 is fastened, and the other end of the driving shaft 623 , and the driving shaft is rotated at a predetermined angle. It may include a second driving member 624 that transmits a driving force to the driving shaft to rotate at intervals and a step motor 626 that rotates the second driving member 624 by a predetermined angle. The second driver 540 may inject a sample or a solution into a predetermined chamber in the microfluidic device under the control of the controller.

제1 구동 부재(622)는 구동축(623)의 일단에 연결되어, 주입 기구(621)가 고정되도록 할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 구동 부재(622)는 구동축(623)과 일체로 형성될 수도 있지만, 탈착 가능하게 형성될 수도 있다. 구동축(623)은 제2 구동 부재(624)에 연결됨으로써, 스텝 모터에 의한 회전력을 획득할 수 있다.The first driving member 622 may be connected to one end of the driving shaft 623 so that the injection mechanism 621 is fixed. According to an embodiment, the first driving member 622 may be formed integrally with the driving shaft 623 or may be formed detachably. The driving shaft 623 may be connected to the second driving member 624 to obtain rotational force by the step motor.

적어도 하나의 가이드 축(620)은 스텝 모터(626)의 상단에 위치할 수 있고, 제2 구동부(540)내 제1 구동 부재(622), 구동축(623), 주입 기구(621) 및 제2 구동 부재(624)가 상하 방향으로 이동하기 위한 가이드 경로를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 가이드 축(620)은 미리 설정된 간격으로 이격될 수 있고, 가이드 축 중 적어도 하나의 축 상에는 볼 스크류 부재와 결합되기 위한 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 가이드 축(620)은 3개로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The at least one guide shaft 620 may be located at an upper end of the step motor 626 , and the first driving member 622 , the driving shaft 623 , the injection mechanism 621 and the second in the second driving unit 540 . A guide path for the driving member 624 to move in the vertical direction may be provided. According to an embodiment, the guide shafts 620 may be spaced apart from each other at a preset interval, and a thread for coupling with the ball screw member may be formed on at least one of the guide shafts. In addition, at least one guide shaft 620 may be formed of three, but is not limited thereto.

제2 구동 부재(624)는 상기 적어도 하나의 가이드 축(620)이 관통하는 관통홀 및 상기 관통홀 내 형성되는 면과 접촉되는 볼 스크류 부재를 포함할 수 있다. 제2 구동 부재는, 상기 볼 스크류 부재 및 적어도 하나의 가이드 축 상에 형성되는 사산이 밀착된 상태에서, 상기 적어도 하나의 가이드 축을 따라 이동할 수 있다. 또한, 제2 구동 부재(624)는 스텝 모터(626)에 의한 구동력을, 구동축(623)을 통하여 주입 기구(621)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 부재(624)는 일단에 연결된 구동축(623)이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 함으로써, 주입 기구가 소정의 각도 간격으로 이동하도록 할 수 있다.The second driving member 624 may include a through hole through which the at least one guide shaft 620 passes and a ball screw member contacting a surface formed in the through hole. The second driving member may move along the at least one guide shaft while the ball screw member and the still threads formed on the at least one guide shaft are in close contact with each other. In addition, the second driving member 624 may transmit a driving force by the step motor 626 to the injection mechanism 621 via the driving shaft 623 . For example, the second driving member 624 may cause the driving shaft 623 connected to one end to rotate at a predetermined angular interval, thereby allowing the injection mechanism to move at a predetermined angular interval.

공급부(560)는 시료 및 용액들이 분리되어 저장되는 저장부(642), 상기 저장 부로부터 시료 및 용액들이 구분되어 획득되는 제공 채널(646), 상기 제공 채널 중 주입 채널(619) 또는 주입 기구(621)에 연결될 제공 채널을 선택하기 위한 포트 밸브(649) 및 상기 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액을 펌핑하기 위한 실린지 펌프(644)를 포함할 수 있다.The supply unit 560 includes a storage unit 642 in which samples and solutions are separated and stored, a supply channel 646 in which samples and solutions are separated from the storage unit, and an injection channel 619 or an injection device among the supply channels ( It may include a port valve 649 for selecting a supply channel to be connected to 621 and a syringe pump 644 for pumping the sample and solution stored in the storage unit 642 .

저장부(642)는 시료 및 용액들을 구분하여 저장하기 위한 다양한 저장 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장부(642)는 시료를 저장하는 시료 저장부, 세척 용액을 저장하는 세척 용액 저장부, 표적 물질을 분리하기 위한 용리 용액을 저장하는 용리 용액 저장부를 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 실시 예에 의하면, 발색 효소가 부착된 항체들을 포함하는 용액을 저장하거나, 발색 기질을 포함하는 용액을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 저장부(642)내 각 저장부는 제공 채널이 연통하는 연결 홀을 더 포함할 수도 있다.The storage unit 642 may include various storage means for separately storing samples and solutions. For example, the storage unit 642 may include a sample storage unit for storing a sample, a washing solution storage unit for storing a washing solution, and an elution solution storage unit for storing an elution solution for separating a target material. However, according to another embodiment, the storage unit may further include a storage unit for storing a solution containing antibodies to which a chromogenic enzyme is attached or for storing a solution containing a chromogenic substrate. Also, according to an embodiment, each storage unit in the storage unit 642 may further include a connection hole through which the providing channel communicates.

제공 채널(646)은 저장부(642)의 각 시료 및 용액들이 저장된 저장 챔버들의 연결 홀과 연결될 수 있다. 제공 채널(646)은 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액들을 분리하여 획득할 수 있다. 제공 채널(646)의 일단은 저장부(642)에 연결되고, 제공 채널(646)의 타단은 포트 밸브(649)에 연결될 수 있다.The providing channel 646 may be connected to connection holes of storage chambers in which each sample and solutions of the storage unit 642 are stored. The provision channel 646 may be obtained by separating the samples and solutions stored in the storage unit 642 . One end of the supply channel 646 may be connected to the storage unit 642 , and the other end of the supply channel 646 may be connected to the port valve 649 .

포트 밸브(649)는 저장부(642)에 저장된 시료 및 용액들이 이동하는 제공 채널 중, 하나의 제공 채널을 선택하고, 선택된 제공 채널을 주입 기구(621)로 연결할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 포트 밸브(649)는 복수의 제공 채널들 중, 하나의 제공 채널을 선택하고, 선택된 제공 채널을 주입 기구(621)에 연결된 주입 채널로 연결할 수도 있다. 일 실시 예에 의하면, 포트 밸브(649)는 8개의 제공 채널이 연결 가능한 8포트로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시료 분석에 필요한 시료 및 용액의 수에 따라 연결 가능한 포트의 수는 달라질 수 있다.The port valve 649 may select one of the supply channels through which the samples and solutions stored in the storage unit 642 move, and connect the selected supply channel to the injection device 621 . According to another embodiment, the port valve 649 may select one of the plurality of supply channels, and connect the selected supply channel to the injection channel connected to the injection device 621 . According to an embodiment, the port valve 649 may be formed of 8 ports connectable to 8 supply channels, but is not limited thereto, and the number of connectable ports may vary depending on the number of samples and solutions required for sample analysis. may vary.

실린지 펌프(644)는 저장부에 저장된 시료 및 용액들을 펌핑함으로써, 주입 기구를 통하여 배출되도록 할 수 있다. 예를 들어, 실린지 펌프는 실린지 펌프 안에 스텝 모터를 포함할 수 있고, 스텝 모터는 실린더 펌프가 설치되는 렉과 연결됨으로써 스텝 모터의 회전 운동을 실린지 펌프의 직선 운동으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 실린지 펌프(644)는 저장부(642)에 저장된 시료, 세척 용액 및 용리 용액들을 제어부의 제어에 기초하여, 주입 기구를 통하여 배출되도록 할 수 있다.The syringe pump 644 may be discharged through the injection device by pumping the samples and solutions stored in the storage unit. For example, the syringe pump may include a step motor in the syringe pump, and the step motor may be connected to a rack on which the cylinder pump is installed, thereby converting the rotational motion of the step motor into a linear motion of the syringe pump. According to an embodiment, the syringe pump 644 may discharge the sample, the washing solution, and the elution solution stored in the storage unit 642 through the injection device based on the control of the controller.

일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치의 하부에서 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 제1 구동부의 적어도 일부를 원통형으로 감싸는 발열부(632, 634) 및 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형 가이드(636, 638)를 더 포함할 수도 있다.According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 includes heating units 632 and 634 and the first driving unit that surround at least a portion of the first driving unit in a cylindrical shape in an outer direction of the first driving unit under the microfluidic device. It may further include linear guides (636, 638) for aligning the position of the heating part in the outer direction.

예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 제1 구동부, 제2 구동부 및 미세 유동 장치를 제어함으로써, 미세 유동 장치 내 소정의 시료 및 용액들이 주입되면, 미세 유동 장치의 하부에서 위치하는 발열부(632, 634)를 제어함으로써, 미세 유동 장치(1000) 내 시료 및 용액들의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 또한 시료 분석 장치(2000)는 선형가이드를 이용하여 제1 구동부 하부의 발열부의 위치를 정렬함으로써, 미세 유동 장치(1000)내 시료들 및 용액들이 저장된 챔버들의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 시료 분석 장치(2000)는 표적 물질의 추출 및 반응에 필요한 적정 온도를 제공할 수 있다.For example, the sample analysis device 2000 controls the first driving unit, the second driving unit, and the microfluidic device, so that when predetermined samples and solutions are injected into the microfluidic device, the heating unit ( By controlling 632 and 634 , temperatures of the samples and solutions in the microfluidic device 1000 may be constantly maintained. In addition, the sample analysis apparatus 2000 may use a linear guide to align the positions of the heating units under the first driving unit, thereby constantly maintaining the temperatures of the chambers in which the samples and solutions in the microfluidic apparatus 1000 are stored. Accordingly, the sample analysis apparatus 2000 may provide an appropriate temperature required for extraction and reaction of the target material.

도 6은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 동작 및 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining the operation and structure of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하여, 제2 구동부와 관련된 시료 분석 장치의 구성을 구체적으로 설명하기로 한다.With reference to FIG. 6 , the configuration of the sample analysis device related to the second driving unit will be described in detail.

제2 구동부(540)는 스텝모터(722)를 포함할 수 있고, 스텝 모터(722)는 제2 구동 부재(702)를 통하여 구동축(704)에 구동력을 전달할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 구동축(704)은 제2 구동 부재(702)로부터 전달된 구동력에 기초하여 소정의 축 방향(예컨대 z-axis방향)으로 구동될 수 있다. 구동축(704)의 일단에는 주입 기구(728)를 고정하기 위한 제1 구동 부재(706, 726)가 형성될 수 있다. 제2 구동부는 소정의 축 방향으로 이동하는 제2 구동 부재(702), 구동축(704), 제1 구동 부재(706, 726) 및 주입 기구(728)를 제어함으로써, 미세 유동 장치(1000)로 시료 및 용액이 주입되도록 할 수 있다.The second driving unit 540 may include a step motor 722 , and the step motor 722 may transmit a driving force to the driving shaft 704 through the second driving member 702 . According to an embodiment, the driving shaft 704 may be driven in a predetermined axial direction (eg, the z-axis direction) based on the driving force transmitted from the second driving member 702 . First driving members 706 and 726 for fixing the injection mechanism 728 may be formed at one end of the driving shaft 704 . The second driving unit controls the second driving member 702 , the driving shaft 704 , the first driving members 706 and 726 , and the injection mechanism 728 to move in a predetermined axial direction, thereby moving the microfluidic device 1000 into the microfluidic device 1000 . Samples and solutions can be injected.

일 실시 예에 의하면, 제2 구동부는 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 가이드 축(724)을 이용하여, 제1 구동 부재(706, 726), 구동축(704), 주입 기구(728) 및 제2 구동 부재가 Z축 방향으로 이동할 경우, 상하 방향 이동을 위한 기준축을 제공할 수 있다. According to an embodiment, the second driving unit uses at least one guide shaft 724 disposed at a preset interval, the first driving member 706 , 726 , the driving shaft 704 , the injection mechanism 728 , and the second driving unit 728 . 2 When the driving member moves in the Z-axis direction, a reference axis for vertical movement may be provided.

또한, 일 실시 예에 의하면, 제1 구동부는 부채꼴 모양 또는 원통형 모양으로 형성되는 제1 발열부(708) 및 제2 발열부(710)사이에 위치할 수 있고, 상술한 바와 같이 스핀들 모터 및 회전 부재(712)를 포함할 수 있다. 회전 부재는 스핀들 모터의 제어에 의하여 소정의 회전수에 따라 회전할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the first driving unit may be positioned between the first heating unit 708 and the second heating unit 710 formed in a sectoral or cylindrical shape, and as described above, the spindle motor and rotation member 712 may be included. The rotating member may rotate according to a predetermined number of rotations under the control of the spindle motor.

도 7은 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 각 구성의 규격을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining the specifications of each component of the sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.

일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치의 제2 구동부(540)의 세로방향 총 길이(802)는 27cm, 스텝 모터가 위치하는 하우징의 가로 방향 폭(804)은 7cm, 적어도 하나의 가이드 축의 세로 길이(806)는 15cm, 구동축의 길이(808)는 14cm, 시료 및 용액을 공급하기 위한 공급부의 폭(809)은 10cm, 미세 유동 장치 하부의 발열부의 직경(810)은 13cm로 마련될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치의 제1 구동부의 세로 길이(814)는 10cm, 직경(812)은 5.5cm이며, 적어도 하나의 가이드 축이 미리 설정된 간격으로 배치되는 총 길이(816)는 7cm, 시료 및 용액을 공급하기 위한 공급부의 가로 길이(818)는 5cm, 세로 길이(820)는 26cm로 마련될 수 있다.According to an embodiment, the total length 802 in the longitudinal direction of the second driving unit 540 of the sample analysis device is 27 cm, the width 804 in the transverse direction of the housing in which the step motor is located is 7 cm, and the longitudinal length of at least one guide shaft 806 may be 15 cm, the length 808 of the drive shaft is 14 cm, the width 809 of the supply part for supplying the sample and solution is 10 cm, and the diameter 810 of the heating part under the microfluidic device is 13 cm. In addition, according to an embodiment, the vertical length 814 of the first driving unit of the sample analysis device is 10 cm, the diameter 812 is 5.5 cm, and the total length 816 in which at least one guide shaft is arranged at preset intervals. is 7 cm, the horizontal length 818 of the supply unit for supplying the sample and the solution may be 5 cm, and the vertical length 820 may be provided as 26 cm.

그러나, 본 개시에 따른 시료 분석 장치(2000) 및 미세 유동 장치(1000)의 규격이 이에 한정되는 것은 아니며, 분석 대상이 되는 시료 및 용액의 양, 분석 속도, 분석 정확도 및 분석이 시행되는 장소 등의 조건에 따라 달라질 수 있다.However, the specifications of the sample analysis device 2000 and the microfluidic device 1000 according to the present disclosure are not limited thereto, and the amount of the sample and solution to be analyzed, the analysis speed, the analysis accuracy, and the location where the analysis is performed, etc. may vary depending on the conditions of

도 8은 일 실시 예에 따른 미세 유동 장치 및 상기 미세 유동 장치를 이용하는 시료 분석 장치가 시료를 분석하는 과정을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a process of analyzing a sample by a microfluidic device and a sample analyzing device using the microfluidic device according to an exemplary embodiment;

일 실시 예에 따라, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)를 이용하여 시료를 분석하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)를 이용하여 시료 내 표적 물질(예컨대 표적 항원)의 양 및 유무를 정량적으로 측정할 수 있다. According to an embodiment, a process in which the sample analysis apparatus 2000 analyzes a sample using the microfluidic apparatus 1000 will be described in detail. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 may quantitatively measure the amount and presence of a target material (eg, a target antigen) in a sample using the microfluidic apparatus 1000 .

시료 분석 장치(2000)는 시료 분석 장치에 결합되는 미세 유동 장치의 회전체를 적어도 하나의 회전축을 중심으로, 미리 설정된 회전수 및 회전 방향으로 회전시킬 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)로 주입된 시료 및 용액이 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 미세 유동 장치 내의 적어도 하나의 미세 유동 구조물 내에서 이동하도록 할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 회전체의 회전 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어함으로써, 시료 또는 용액들이 서로 다른 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.The sample analysis apparatus 2000 may rotate the rotating body of the microfluidic device coupled to the sample analysis apparatus in a preset number of rotations and a rotation direction about at least one rotation axis. The sample analysis device 2000 may allow the sample and the solution injected into the microfluidic device 1000 to move within at least one microfluidic structure in the microfluidic device based on a rotational force generated as the rotating body rotates. . The sample analysis apparatus 2000 may control samples or solutions to move in different directions by controlling at least one of a rotation direction and a rotation speed of the rotating body.

일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)로 주입하는 시료는 분석 대상이 되는 표적 물질(예컨대 표적 항원) 및 상기 표적 물질을 제외한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 시료 분석 장치(2000)가 미세 유동 장치(1000)로 주입하는 용액은 표적 물질(예컨대 표적 항원)을 제외한 나머지 물질들을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사를 위한 반응용액으로써, 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액, 발색 기질을 포함하는 용액을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the sample injected by the sample analysis device 2000 into the microfluidic device 1000 may include a target material to be analyzed (eg, a target antigen) and impurities other than the target material. In addition, the solution injected by the sample analysis device 2000 into the microfluidic device 1000 is a washing solution for washing substances other than a target substance (eg, a target antigen), a reaction solution for enzyme-linked immunosorbent test, and color development It may include a solution containing an antibody to which an enzyme is attached, and a solution containing a chromogenic substrate.

S902에서, 시료 분석 장치(2000)에는 시료 및 용액이 이동되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물들을 포함하는 미세 유동 장치(1000)가 체결될 수 있다. S904에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 분석 장치의 회전 부재 상에 체결된 미세 유동 장치(1000)의 시료 챔버(904)에 시료(sample)를 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)에 연결되는 에어 벤트에 주입 기구를 연결함으로써, 저장부에 미리 저장된 시료들을 주입할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 도 3에서 상술한 바와 같이, 시료 챔버(904)에 주입되는 시료들은, 웨이스트 챔버에 연결되는 사이펀 채널(906)의 출구 부분 까지 채워질 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)가 주입하는 시료는 검출하고자 하는 표적 항원을 포함할 수 있다.In S902 , the microfluidic device 1000 including at least one microfluidic structure through which a sample and a solution are moved may be coupled to the sample analyzing device 2000 . In S904 , the sample analysis device 2000 may inject a sample into the sample chamber 904 of the microfluidic device 1000 coupled to the rotating member of the sample analysis device. For example, the sample analysis apparatus 2000 may inject samples previously stored in the storage unit by connecting an injection device to an air vent connected to the sample chamber 904 . According to an embodiment, as described above with reference to FIG. 3 , the samples injected into the sample chamber 904 may be filled up to the outlet portion of the siphon channel 906 connected to the waste chamber. According to an embodiment, the sample injected by the sample analysis apparatus 2000 may include a target antigen to be detected.

일 실시 예에 의하면, 시료 챔버(904)내에는 표적 항원에 상보적으로 결합될 수 있는 항체들이 미리 코팅되어 있을 수 있다. 예를 들어, 회전체가 정지한 상태에서, 시료 챔버(904)로 주입된 표적 항원을 포함하는 시료들이 사이펀 채널의 끝부분(예컨대 웨이스트 챔버에 가장 인접한 사이펀 채널의 출구 채널이 위치하는 부분)까지 주입된 후에는, 미리 설정된 인큐베이션 시간 (예컨대 약 30분) 이 마련될 수 있다. 인큐베이션이 완료되면, 시료 챔버(904)내 미리 코팅된 항체에는 시료 내 표적 항원들이 결합될 수 있다. 또한, 시료 챔버(904)에는 항체에 결합된 표적 항원들을 제외한, 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 기타 불순물들이 존재할 수 있다.According to an embodiment, antibodies capable of complementary binding to a target antigen may be pre-coated in the sample chamber 904 . For example, in a state in which the rotating body is stopped, the samples containing the target antigen injected into the sample chamber 904 are transferred to the end of the siphon channel (eg, the portion where the outlet channel of the siphon channel closest to the waste chamber is located). After injection, a preset incubation time (eg, about 30 minutes) may be provided. When the incubation is completed, target antigens in the sample may be bound to the antibody pre-coated in the sample chamber 904 . In addition, target antigens not bound to the antibody and other impurities may be present in the sample chamber 904 , except for the target antigens bound to the antibody.

S906에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버로 주입된 시료가 시료 챔버의 일단과 웨이스트 챔버 사이에 연결된 사이펀 채널 끝까지 채워지도록 시료(sample)를 주입할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전체를 정지한 상태에서, 시료 챔버 및 상기 사이펀 채널에 시료를 주입할 수 있다. S906에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버 및 사이펀 채널에 시료를 주입한 후, 소정의 인큐베이션 시간 동안 대기할 수 있다. 인큐베이션 시간 동안, 시료 분석 장치(2000)가 주입한 시료 내 표적 물질들은 시료 챔버에 미리 저장된 항체에 결합될 수 있다.In S906 , the sample analysis apparatus 2000 may inject the sample into the sample chamber so that the sample is filled to the end of the siphon channel connected between one end of the sample chamber and the waste chamber. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 may inject a sample into the sample chamber and the siphon channel while the rotating body is stopped. In S906 , the sample analysis apparatus 2000 may wait for a predetermined incubation time after injecting the sample into the sample chamber and the siphon channel. During the incubation time, target substances in the sample injected by the sample analysis apparatus 2000 may be bound to the antibody previously stored in the sample chamber.

S908에서, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제1 회전수에 따라 회전시킴으로써, 시료 챔버(904) 및 사이펀 채널에 저장된, 미리 코팅된 항체에 포획되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 시료들을 웨이스트 챔버로 이동시킬 수 있다.In S908, the sample analysis device 2000 rotates the rotating member according to the first rotational speed, whereby the sample containing target antigens and impurities stored in the sample chamber 904 and the siphon channel and not captured by the pre-coated antibody. can be moved to the waste chamber.

S910에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 용액 챔버(910)에 용액을 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는, 시료 챔버(904)내 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 기타 불순물을 세척하기 위한 세척 용액을 용액 챔버(910)에 주입할 수 있다. 상술한 바와 같이, 용액 챔버(910)의 일단에는 다른 미세 유동 구조물 내 모든 용액 챔버에 용액들이 채워질 때 까지 용액 챔버의 용액들이 시료 챔버로 이동하지 않도록 하기 위한 수동 밸브가 결합될 수 있다.In S910 , the sample analysis apparatus 2000 may inject a solution into the solution chamber 910 of the microfluidic apparatus 1000 . For example, the sample analysis apparatus 2000 may inject a washing solution for washing target antigens and other impurities not bound to the antibody in the sample chamber 904 into the solution chamber 910 . As described above, a manual valve for preventing the solutions of the solution chamber from moving to the sample chamber until all solution chambers in the other microfluidic structures are filled with one end of the solution chamber 910 may be coupled to one end of the solution chamber 910 .

S912에서, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전함으로써, 용액 챔버에 저장된 세척 용액들이, 수동밸브를 통과하여 시료 챔버로 이동하도록 할 수 있다. 회전체가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(904)로 이동한 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분까지 이동될 수 있다.In S912 , the sample analysis apparatus 2000 may rotate the rotating member according to the second rotational speed so that the cleaning solutions stored in the solution chamber may pass through the manual valve to move to the sample chamber. While the rotating body rotates according to the second rotational speed, the solutions that have passed through the manual valve and have moved to the sample chamber 904 may move to some channel portions of the siphon channel. According to an embodiment, the solutions moved to the sample chamber through the manual valve by the second rotational force may be moved to a portion of the siphon channel positioned at a portion corresponding to the height at which the sample chamber is filled with the solution.

사이펀 채널 내 일부분까지 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들(shaking)수 있다. When the solution is partially filled in the siphon channel, the sample analysis apparatus 2000 may stop the rotation of the rotation member for a preset time and then rotate the rotation member alternately in both directions. For example, when the solution is moved to a portion of the siphon channel while rotating the rotating member according to the second rotation speed, the sample analysis device 2000 stops the rotating member for a very short time and then the microfluidic device 1000 ) can be shaken.

시료 분석 장치(2000)는 양 방향으로 번갈아 회전 부재를 회전시킴으로써, 미세 유동 장치를 흔들수 있고, 이로 인하여 시료 챔버 내 세척 용액들이 시료 챔버상의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 분리하도록 할 수 있다. The sample analysis device 2000 may shake the microfluidic device by rotating the rotating member alternately in both directions, so that the washing solutions in the sample chamber separate target antigens and impurities not bound to the antibody on the sample chamber. can

S914에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)상의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들이 사이펀 채널(914)로 주입되도록, 회전 부재의 회전수를 떨어 뜨리거나, 회전 부재를 일시적으로 정지시킬 수 있다. 사이펀 채널(914)이 제공하는 모세관력이 회전체의 회전력보다 커지게 됨에 따라, 시료 챔버(904)내 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들은, 사이펀 채널로의 주입을 시작할 수 있다.In S914 , the sample analysis device 2000 lowers the rotational speed of the rotating member so that the washing solutions containing target antigens and impurities that are not bound to the antibody on the sample chamber 904 are injected into the siphon channel 914 , or , it is possible to temporarily stop the rotating member. As the capillary force provided by the siphon channel 914 becomes greater than the rotational force of the rotating body, the washing solutions containing target antigens and impurities that are not bound to the antibody in the sample chamber 904 prevent injection into the siphon channel. can start

S916에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)의 항체에 결합되지 않은 표적 항원들 및 불순물들을 포함하는 세척 용액들이 웨이스트 챔버(961)로 이동하도록 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. S916에서, 시료 챔버(904)상에는 정제된 항체 및 항원의 결합체가 존재할 수 있다.In S916 , the sample analysis device 2000 stops the rotating member for a preset time so that the washing solutions including target antigens and impurities not bound to the antibody in the sample chamber 904 move to the waste chamber 961 . , the rotating member may be rotated again according to the third rotational speed. In S916 , a purified antibody-antigen complex may be present on the sample chamber 904 .

보다 상세하게는, 시료 챔버(904)로 주입된 세척 용액들은, 사이펀 채널 내 일부분까지 채워진 상태에서, 시료 분석 장치(2000)의 흔들기(shaking) 동작에 의해 사이펀 채널의 끝 부분까지 이동하지 못하고, 사이펀 채널의 적어도 일부 채널 및 시료 챔버(904)내에 위치하면서, 시료 챔버 내 항체에 결합되지 못한 항원 및 불순물들을 분리한다. 시료 분석 장치(2000)는 소정의 시간 동안 회전 부재를 양 방향으로 번갈아 회전시킨 후, 미리 설정된 시간 동안 회전 부재를 정지시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 흔들기 동작을 수행하기 전, 회전 부재를 정지시킨 보다 더 오랜 시간 동안, 회전 부재를 정지시킬 수 있다.More specifically, the cleaning solutions injected into the sample chamber 904 do not move to the end of the siphon channel by the shaking operation of the sample analysis device 2000 in a state in which the siphon channel is partially filled, While positioned in at least a part of the siphon channel and the sample chamber 904, antigens and impurities that are not bound to the antibody in the sample chamber are separated. The sample analysis apparatus 2000 may alternately rotate the rotating member in both directions for a predetermined time, and then stop the rotating member for a preset time. According to an embodiment, the sample analyzing apparatus 2000 may stop the rotating member for a longer period of time than the rotating member is stopped before performing the shaking operation.

시료 분석 장치(2000)가 회전 부재를 정지시키면, 사이펀 채널의 적어도 일부분까지 채워진 세척 용액들, 상기 세척 용액에 포함된 불순물 및 항체에 결합되지 못한 항원들은 사이펀 채널의 모세관력에 의해 사이펀 채널의 출구 부분까지 이동될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 사이펀 채널 내 세척 용액들 및 세척 용액에 포함된 불순물 및 항체에 결합되지 못한 항원들이 웨이스트 챔버로 이동하기 시작하면, 다시 회전 부재를 제3 회전수에 따라 이동시킬 수 있다.When the sample analysis device 2000 stops the rotating member, the washing solutions filled to at least a portion of the siphon channel, impurities contained in the washing solution, and antigens not bound to the antibody are discharged from the siphon channel due to the capillary force of the siphon channel. part can be moved. When the washing solutions in the siphon channel, impurities contained in the washing solution, and antigens that are not bound to the antibody start moving to the waste chamber, the sample analysis device 2000 may move the rotating member again according to the third rotation speed. .

일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 S910 내지 S916까지의 세척 과정을 서로 다른 세척 용액(예컨대 제2 세척 용액, 제3 세척 용액 및 제4 세척 용액)들을 이용하여 소정의 횟수만큼 반복할 수도 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 제1 세척 용액, 제2 세척 용액, 제3 세척 용액 및 제4 세척 용액을 이용하여 세척 과정을 4회 반복할 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 repeats the washing process from S910 to S916 a predetermined number of times using different washing solutions (eg, the second washing solution, the third washing solution, and the fourth washing solution). You may. For example, the sample analysis apparatus 2000 may repeat the washing process 4 times using the first washing solution, the second washing solution, the third washing solution, and the fourth washing solution. However, the present invention is not limited thereto.

S918에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 용액 챔버(918)에 효소결합면역흡착 검사를 위한 발색 효소가 부착된 항체를 포함하는 용액을 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(904)상에 미리 코팅된 1차 항체에 결합된 표적 항원들에 결합할 수 있는, 2차 항체 및 상기 2차 항체에 연결된 발색 효소를 포함하는 용액을 주입(conjugate injection)할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 1차 항체 및 2차 항체는 동종의 항체로 마련될 수 있다.In S918 , the sample analysis device 2000 may inject a solution containing an antibody to which a chromogenic enzyme is attached for an enzyme-linked immunosorbent test into the solution chamber 918 of the microfluidic device 1000 . For example, the sample analysis device 2000 includes a secondary antibody capable of binding target antigens bound to a primary antibody precoated on the sample chamber 904 and a chromogenic enzyme linked to the secondary antibody. solution can be injected (conjugate injection). According to an embodiment, the primary antibody and the secondary antibody may be prepared as the same type of antibody.

S920에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시킴으로써, 용액 챔버에 저장된, 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액들이, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(920)로 이동하도록 할 수 있다. 회전 부재가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(920)로 이동한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널 내 일부분까지 이동될 수 있다.In S920 , the sample analysis device 2000 rotates the rotating member of the microfluidic device 1000 according to the second rotation speed so that the solutions stored in the solution chamber, including the secondary antibody to which the chromogenic enzyme is attached, are transferred to the manual valve. It can be moved to the sample chamber 920 by passing through. While the rotating member rotates according to the second rotational speed, the solutions containing the secondary antibody to which the chromogenic enzyme is attached, which have passed through the manual valve and have moved to the sample chamber 920, may move up to some channel portions of the siphon channel. According to an embodiment, the solutions moved to the sample chamber through the manual valve by the second rotational force may be moved to a portion of the siphon channel positioned at a portion corresponding to the height at which the sample chamber is filled with the solution.

사이펀 채널 내 일부분까지 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전 시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들 수 있다.When the solution is partially filled in the siphon channel, the sample analysis apparatus 2000 may stop the rotation of the rotation member for a preset time and then rotate the rotation member alternately in both directions. For example, while the sample analysis device 2000 rotates the rotating member according to the second number of rotations, when the solutions are moved to a portion of the siphon channel, the rotating member is stopped for a very short time, and then the microfluidic device 1000 ) can be shaken.

시료 분석 장치(2000)는 양 방향으로 번갈아 회전 부재를 회전시킴으로써, 미세 유동 장치를 흔들 수 있고, 이로 인하여, 시료 챔버 내에서 발색 효소가 연결된 2차 항체가, 시료 챔버 내 고정되어 있는 정제된 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되도록 할 수 있다.The sample analysis device 2000 may shake the microfluidic device by rotating the rotating member alternately in both directions, whereby the secondary antibody to which the chromogenic enzyme is connected in the sample chamber is immobilized in the sample chamber. And it can be made to be linked to the conjugate of a primary antibody.

S922에서, 시료 분석 장치(2000)는 S918에서 주입된 용액 중, 시료 챔버(920)내에 고정된 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체들 및 상기 2차 항체들을 포함하는 용액들이 사이펀 채널(922)을 통과하여 웨이스트 챔버(924)로 이동할 수 있도록, 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 흔들기 전 정지 시간 보다 더 오랜 시간 동안 회전 부재를 정지시킬 수 있다. In S922 , the sample analysis device 2000 , in the solution injected in S918 , not linked to a conjugate of the antigen and the primary antibody immobilized in the sample chamber 920 , the chromogenic enzyme-linked secondary antibodies and the secondary antibody After the rotating member is stopped for a preset time so that the solutions containing these can pass through the siphon channel 922 and move to the waste chamber 924 , the rotating member may be rotated again according to a third rotational speed. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 may stop the rotating member for a longer time than the stop time before shaking the rotating member.

회전 부재가 정지함에 따라 사이펀 채널 내 일부 채널까지 채워진 용액에는 모세관력이 더 크게 작용하게 됨으로써, 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체들 및 상기 2차 항체들을 포함하는 용액들은, 사이펀 채널의 출구 부분까지 이동될 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 용액들이 웨이스트 챔버(924)로 이동하기 시작하면 다시 제3 회전수에 따라 회전할 수 있다.As the rotating member stops, the capillary force acts more on the solution filled up to some channels in the siphon channel, so that the secondary antibodies and the secondary antibodies connected to the chromogenic enzyme that are not linked to the antigen and the primary antibody conjugate The containing solutions may be transferred to the outlet portion of the siphon channel. When the solutions start to move to the waste chamber 924 , the sample analysis apparatus 2000 may rotate again according to the third rotation speed.

일 실시 예에 의하면, 도 8에는 도시되지 않았지만, 시료 분석 장치(2000)는 S918 내지 S924의 과정을 수행한 후, 항원 및 1차 항체의 결합체에 연결되지 않은, 발색 효소가 연결된 2차 항체를 세척하기 위한 세척 과정을 더 수행할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 S910 내지 S916의 동작을, S924 단계 이후에 다시 수행할 수도 있다.According to an embodiment, although not shown in FIG. 8 , the sample analysis device 2000 performs the steps S918 to S924, and then generates a secondary antibody to which a chromogenic enzyme is linked, which is not linked to the antigen-primary antibody conjugate. A washing process for washing may be further performed. According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 may perform operations S910 to S916 again after operation S924.

S926에서, 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액을 용액 챔버(926)로 주입할 수 있다. 예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 발색 효소가 연결된 2차 결합체에 반응할 수 있는 발색 기질을 포함하는 용액을 주입할 수 있다. In S926 , the sample analysis apparatus 2000 may inject a solution including a chromogenic substrate into the solution chamber 926 . For example, the sample analysis device 2000 may inject a solution containing a chromogenic substrate capable of reacting with a secondary conjugate to which a chromogenic enzyme is connected.

S928에서, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)의 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시킴으로써, 용액 챔버(926)에 저장된 발색 기질을 포함하는 용액들이, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(982)로 이동하도록 할 수 있다. 시료 챔버(928)로 이동한, 발색 기질들은 후술하는 S932단계에서와 같이, 발색 효소가 부착된 2차 결합체와 반응함으로써 발색 반응(932)을 일으킬 수 있다.In S928 , the sample analysis device 2000 rotates the rotating member of the microfluidic device 1000 according to the second rotation speed, so that the solutions including the chromogenic substrate stored in the solution chamber 926 pass through the manual valve to pass the sample. may be moved to chamber 982 . The chromogenic substrates that have moved to the sample chamber 928 may cause a chromogenic reaction 932 by reacting with the secondary conjugate to which the chromogenic enzyme is attached, as in step S932 to be described later.

일 실시 예에 의하면, 회전 부재가 제2 회전수에 따라 회전하는 동안, 수동 밸브를 통과하여 시료 챔버(928)로 이동한 발색 기질을 포함하는 용액들은 사이펀 채널의 일부 채널 부분 까지 이동할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 회전 부재가 발생시키는 제2 회전력에 의해 수동 밸브를 통하여 시료 챔버로 이동한, 발색 기질을 포함하는 용액들은, 시료 챔버에 용액이 채워진 높이에 대응되는 부분에 위치하는 사이펀 채널의 일부분까지 이동될 수 있다. 상술한 사이펀 채널 내 일부분까지, 발색 기질을 포함하는 용액이 채워지면, 시료 분석 장치(2000)는 기 설정된 시간 동안 회전 부재의 회전을 정지한 후, 회전 부재를 양쪽방향으로 번갈아 회전시킬 수 있다.According to an embodiment, while the rotating member rotates according to the second rotational speed, the solution containing the chromogenic substrate that has passed through the manual valve and has moved to the sample chamber 928 may move to some channel portions of the siphon channel. According to an embodiment, the solutions including the chromophoric substrate moved to the sample chamber through the manual valve by the second rotational force generated by the rotating member are siphon channels located in portions corresponding to the height at which the sample chamber is filled with the solution. It can be moved up to a part of When the solution containing the chromogenic substrate is filled up to a portion of the above-described siphon channel, the sample analysis apparatus 2000 may stop the rotation of the rotation member for a preset time and then rotate the rotation member alternately in both directions.

예를 들어, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 제2 회전수에 따라 회전시키는 동안, 사이펀 채널 내 일부분까지 상기 발색 기질을 포함하는 용액들이 이동되면, 아주 짧은 시간 동안 회전 부재를 정지시킨 후, 미세 유동 장치(1000)를 흔들(shaking) 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버 흔들기 과정을 통하여 발색 기질이, 발색 효소와 반응함으로써 발색 반응을 하도록 유도할 수 있다.For example, when the sample analysis device 2000 rotates the rotating member according to the second rotational speed, when the solution containing the chromogenic substrate is moved to a portion of the siphon channel, the rotating member is stopped for a very short time and then , the microfluidic device 1000 may be shaken. The sample analysis apparatus 2000 may induce a color reaction by reacting the color-generating substrate with the color-generating enzyme through the shaking process of the sample chamber.

S930에서, 시료 분석 장치(2000)는 소정의 시간이 경과한 후, 시료 챔버(928)내 발색 기질을 포함하는 용액들이 사이펀 채널(930)을 통과하여 웨이스트 챔버(932)로 이동할 수 있도록, 회전 부재를 미리 설정된 시간 동안 정지시킨 후, 회전 부재를 다시 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 회전 부재를 흔들기 전 정지 시간 보다 더 오랜 시간 동안 회전 부재를 정지시킴으로써, 사이펀 채널의 일부 및 시료 챔버 에 저장된 발색 기질을 포함하는 용액들이 웨이스트 챔버로의 이동을 시작하도록 할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질을 포함하는 용액들이 웨이스트 챔버로의 이동을 시작하면, 다시 회전 부재를 제3 회전수에 따라 회전시킬 수 있다.In S930, after a predetermined time has elapsed, the sample analysis device 2000 is rotated so that the solutions containing the chromogenic substrate in the sample chamber 928 can pass through the siphon channel 930 and move to the waste chamber 932. After stopping the member for a preset time, the rotating member may be rotated again according to the third rotation speed. According to an embodiment, the sample analysis device 2000 stops the rotating member for a longer time than the stop time before shaking the rotating member, so that a part of the siphon channel and the solution containing the chromogenic substrate stored in the sample chamber are transferred to the waste chamber. can start the movement of The sample analysis apparatus 2000 may rotate the rotating member according to the third rotational speed when the solutions including the chromogenic substrate start moving to the waste chamber.

S932에서, 시료 분석 장치(2000)는 시료 챔버(928)상에서 발색 기질 및 발색 효소와의 반응에 필요한 시간 동안 대기할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 시료 분석 장치(2000)는 발색 기질 및 발색 효소와의 반응에 따라 발색 반응을 정화 하기 위하여, 미리 설정된 시간 간격으로 미세 유동 장치를 촬영함으로써 제1 이미지를 획득할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)는 제1 이미지로부터 시료 챔버에 관한 제2 이미지를 추출하고, 추출된 제2 이미지 내 색상 정보를 분석함으로써, 반응의 경과를 정량화할 수 있다.In S932 , the sample analysis device 2000 may wait for a time required for the reaction with the chromogenic substrate and the chromogenic enzyme on the sample chamber 928 . According to an embodiment, the sample analysis apparatus 2000 may acquire the first image by photographing the microfluidic device at preset time intervals in order to purify the color reaction according to the reaction with the color substrate and the color enzyme. The sample analysis apparatus 2000 may extract a second image of the sample chamber from the first image and analyze color information in the extracted second image to quantify the progress of the reaction.

상술한 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치(1000)에 표적 항원을 포함하는 시료, 시료 챔버상의 항체에 결합되지 않는 항원들 및 불순물을 세척하기 위한 세척 용액, 효소결합면역흡착검사(ELISA)를 위한 기타 반응 용액들을 주입하고, 미세 유동 장치(100)를 소정의 회전수 및 회전 방향으로 회전시킴으로써, 미세 유동 장치 내 복수의 미세 유동 구조물 내에서 일어나는 반응을 효과적으로 유도 할 수 있다.As described above, the sample analysis device 2000 includes a sample containing the target antigen in the microfluidic device 1000 , a washing solution for washing antigens and impurities that are not bound to the antibody on the sample chamber, and an enzyme-linked immunosorbent assay. By injecting other reaction solutions for (ELISA) and rotating the microfluidic device 100 at a predetermined number of rotations and rotational directions, reactions occurring within a plurality of microfluidic structures in the microfluidic device can be effectively induced.

또한, 상술한 바와 같이, 도 8에는 도시되지 않았지만, 시료 분석 장치(2000)는 미세 유동 장치에 대한 이미지들을 미리 설정된 시간 간격으로 촬영함으로써, 제1 이미지를 획득하고, 획득된 제1 이미지 내 시료 챔버 영역에 관한 제2 이미지들을 추출하고, 추출된 제2 이미지들의 색상 값들의 변화에 기초하여, 반응의 경과를 자동으로 분석할 수도 있다.In addition, as described above, although not shown in FIG. 8 , the sample analysis apparatus 2000 acquires a first image by photographing images of the microfluidic device at a preset time interval, and a sample in the obtained first image Second images of the chamber region may be extracted, and the progress of the reaction may be automatically analyzed based on changes in color values of the extracted second images.

도 9는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.9 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to an exemplary embodiment.

도 10은 또 다른 실시 예에 따른 시료 분석 장치의 블록도이다.10 is a block diagram of a sample analysis apparatus according to another exemplary embodiment.

도 9에 도시된 바와 같이, 시료 분석 장치(2000)는 프로세서(1300), 메모리(1700), 제1 구동부(1810), 제2 구동부(1820), 공급부(1920)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 시료 분석 장치(2000)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 시료 분석 장치(2000)가 구현될 수도 있다.As shown in FIG. 9 , the sample analysis apparatus 2000 may include a processor 1300 , a memory 1700 , a first driving unit 1810 , a second driving unit 1820 , and a supply unit 1920 . However, not all illustrated components are essential components. The sample analysis apparatus 2000 may be implemented by more components than the illustrated components, or the sample analysis apparatus 2000 may be implemented by fewer components.

예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치(2000)는 프로세서(1300), 제1 구동부(1810) 및 제2 구동부(1820)를 포함하는 구동부(1800), 메모리(1700) 및 공급부(1920)외에, 사용자 입력 인터페이스(1100), 출력부(1200), 센싱부(1400), 네트워크 인터페이스(1500), A/V 입력부(1600), 발열부(1940) 및 선형 가이드(1960)를 더 포함할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 10 , the sample analysis apparatus 2000 according to an embodiment includes a driving unit 1800 including a processor 1300 , a first driving unit 1810 , and a second driving unit 1820 ; In addition to the memory 1700 and the supply unit 1920, the user input interface 1100, the output unit 1200, the sensing unit 1400, the network interface 1500, the A/V input unit 1600, the heating unit 1940, and A linear guide 1960 may be further included.

사용자 입력 인터페이스(1100)는, 사용자가 시료 분석 장치(2000)를 제어하기 위한 시퀀스를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 사용자 입력 인터페이스(1100)에는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자 입력 인터페이스(1100)는 시료 분석 장치(2000)가 디스플레이 상에 출력한 화면에 대한 사용자의 입력 시퀀스를 수신할 수 있다. 또한, 사용자 입력 인터페이스(1100)는 디스플레이를 터치하는 사용자의 터치 입력 또는 디스플레이상 그래픽 사용자 인터페이스를 통한 키 입력을 수신할 수도 있다.The user input interface 1100 means a means for a user to input a sequence for controlling the sample analysis apparatus 2000 . For example, the user input interface 1100 includes a key pad, a dome switch, and a touch pad (contact capacitive method, pressure resistance film method, infrared sensing method, surface ultrasonic conduction method, red There may be a mechanical tension measurement method, a piezo effect method, etc.), a jog wheel, a jog switch, and the like, but is not limited thereto. The user input interface 1100 may receive a user input sequence for a screen output by the sample analysis apparatus 2000 on a display. Also, the user input interface 1100 may receive a touch input of a user who touches the display or a key input through a graphic user interface on the display.

출력부(1200)는, 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 진동 신호를 출력할 수 있으며, 출력부(1200)는 디스플레이부(1210), 음향 출력부(1220), 및 진동 모터(1230)를 포함할 수 있다.The output unit 1200 may output an audio signal, a video signal, or a vibration signal, and the output unit 1200 may include a display unit 1210 , a sound output unit 1220 , and a vibration motor 1230 . have.

디스플레이부(1210)는 시료 분석 장치(2000)에서 처리되는 정보를 표시 출력하기 위한 화면을 포함한다. 또한, 화면은 미세 유동 장치 내 수집 챔버 또는 분배 챔버와 연결된 반응 챔버들을 촬영한 이미지로써, 반응 챔버 또는 수집 챔버 내에서 발생하는 생물학적, 또는 화학적 반응 결과를 분석하는데 사용될 수 있다. The display unit 1210 includes a screen for displaying and outputting information processed by the sample analysis apparatus 2000 . In addition, the screen is an image of a collection chamber in the microfluidic device or reaction chambers connected to the distribution chamber, and may be used to analyze the results of biological or chemical reactions occurring in the reaction chamber or the collection chamber.

음향 출력부(1220)는 네트워크 인터페이스 (1500)로부터 수신되거나 메모리(1700)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력부(1220)는 시료 분석 장치(2000)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력한다. 진동 모터(1230)는 진동 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 진동 모터(1230)는 전자 장치(1000)에서 수행되는 기능들의 출력에 대응하는 진동 신호를 출력할 수 있다.The sound output unit 1220 outputs audio data received from the network interface 1500 or stored in the memory 1700 . Also, the sound output unit 1220 outputs a sound signal related to a function performed by the sample analysis apparatus 2000 . The vibration motor 1230 may output a vibration signal. For example, the vibration motor 1230 may output a vibration signal corresponding to outputs of functions performed by the electronic device 1000 .

프로세서(1300)는, 통상적으로 시료 분석 장치(2000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(1300)는, 메모리(1700)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 사용자 입력부(1100), 출력부(1200), 센싱부(1400), 네트워크 인터페이스(1500), A/V 입력부(1600) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 메모리(1700)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 도 1 내지 도 8에 기재된 시료 분석 장치(2000)의 기능을 수행할 수 있다.The processor 1300 generally controls the overall operation of the sample analysis apparatus 2000 . For example, the processor 1300, by executing programs stored in the memory 1700, the user input unit 1100, the output unit 1200, the sensing unit 1400, the network interface 1500, the A/V input unit ( 1600), etc. can be controlled in general. In addition, the processor 1300 may execute the programs stored in the memory 1700 to perform the functions of the sample analysis apparatus 2000 illustrated in FIGS. 1 to 8 .

구체적으로, 프로세서(1300)는 사용자 입력부를 제어함으로써 시료 분석 장치(2000)의 화면을 터치하는 사용자의 입력을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 사용자의 음성을 획득하도록 마이크로폰을 제어할 수도 있다. 프로세서(1300)는 사용자 입력에 기초하여 미세 유동 장치 내 시료 및 용액을 이동시키기 위한 애플리케이션을 실행할 수도 있고, 수집 챔버 내 표적 물질에 대한 반응 경과를 측정하기 위한 애플리케이션을 실행할 수도 있다. 또한, 프로세서(1300)가 실행한 애플리케이션을 통하여 기타 사용자 입력을 더 획득할 수도 있다.Specifically, the processor 1300 may acquire a user input of touching the screen of the sample analysis apparatus 2000 by controlling the user input unit. According to an embodiment, the processor 1300 may control the microphone to acquire the user's voice. The processor 1300 may execute an application for moving a sample and a solution in the microfluidic device based on a user input, or may execute an application for measuring the progress of a reaction to a target material in the collection chamber. In addition, other user inputs may be further acquired through an application executed by the processor 1300 .

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 메모리(1700)에 저장된 시료 분석 방법과 관련된 적어도 하나의 인스트럭션을 실행함으로써, 시료 분석 장치(2000)에 결합된 미세 유동 장치의 시료들에 대한 시료 분석 과정을 자동으로 수행할 수 있다.According to an embodiment, the processor 1300 executes at least one instruction related to the sample analysis method stored in the memory 1700 , thereby performing a sample analysis process for samples of the microfluidic device coupled to the sample analysis device 2000 . can be done automatically.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미세 유동 장치를 상기 회전축을 따라 회전시키도록 제1 구동부를 제어할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 의하면 프로세서(1300)는 기 설정된 구동축을 따라 상기 시료 및 상기 용액이 미세 유동 장치로 주입되도록 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부를 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may control the first driving unit to rotate the microfluidic device along the rotation axis. Also, according to an embodiment, the processor 1300 may control the second driving unit that moves the injection device so that the sample and the solution are injected into the microfluidic device along a preset driving shaft.

또한, 일 실시 예에 의하면 프로세서(1300)는 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하는 공급부를 제어함으로써, 상기 저장된 시료 및 용액들(세척 용액, ELISA 반응을 위한 반응 용액들)이 상기 주입 기구에 선택적으로 제공될 수 있도록 할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the processor 1300 controls a supply unit for storing samples and solutions to be provided to the injection device, so that the stored samples and solutions (washing solution, reaction solutions for ELISA reaction) are transferred to the injection device. may be provided selectively.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제1 회전 방향 및 제1 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제1 회전력을 발생시키도록 할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제1 회전 방향 및 제2 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제1 회전 방향을 따라 제2 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may control the rotating member to rotate according to the first rotational direction and the first rotational speed, thereby causing the rotating member to generate the first rotational force. According to another embodiment, the processor 1300 may control the rotation member to rotate according to the first rotation direction and the second rotation speed, thereby controlling the rotation member to generate the second rotation force along the first rotation direction. have.

또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제2 회전 방향 및 제1 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제2 회전 방향으로 제1 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다. 그러나, 또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 회전 부재가 제2 회전 방향 및 제2 회전수에 따라 회전하도록 제어함으로써, 회전 부재가 제2 회전 방향을 따라 제2 회전력을 발생시키도록 제어할 수도 있다. 본 개시에 상술된 제1 회전수, 제2 회전수, 상기 제1 회전수에 따른 제1 회전력 및 상기 제2 회전수에 따른 제2 회전력은, 각 도면에 상술된 시료 분석 방법을 설명하기 위해 임의로 선정된 용어이며, 각 도면의 단계 별로 다른 값으로 설정될 수 있다.According to another embodiment, the processor 1300 may control the rotation member to rotate according to the second rotation direction and the first rotation speed, thereby controlling the rotation member to generate the first rotation force in the second rotation direction. . However, according to another embodiment, the processor 1300 controls the rotation member to rotate according to the second rotation direction and the second rotation speed, so that the rotation member generates a second rotation force along the second rotation direction. You may. The first rotational speed, the second rotational speed, the first rotational force according to the first rotational speed, and the second rotational force according to the second rotational speed described in the present disclosure are, in order to explain the sample analysis method described above in each figure. It is an arbitrarily selected term, and may be set to a different value for each step of each drawing.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 제2 구동부 내 제2 구동 부재가 적어도 하나의 가이드 축을 따라 상하로 이동하도록 제어할 수 있다. 또한 프로세서(1300)는 제2 구동부 내 제2 구동 부재가 소정의 각도 간격으로 회전하도록 스텝 모터를 제어함으로써, 구동축의 일단에 연결된 주입 기구가 미세 유동 장치 내 소정의 유동 구조물의 상부 또는 측부에 위치하도록 제어할 수 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may control the second driving member in the second driving unit to move up and down along at least one guide axis. In addition, the processor 1300 controls the step motor so that the second driving member in the second driving unit rotates at a predetermined angular interval, so that the injection device connected to one end of the driving shaft is located above or on the side of the predetermined flow structure in the microfluidic device. can be controlled to do so.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미세 유동 장치(1000)가 체결되는 시료 분석 장치의 하부에 위치하는 발열부를 제어함으로써, 시료의 반응에 필요한 온도를 유지하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 제1 구동부의 외측 방향에서 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형가이드를 제어함으로써, 발열부가 미세 유동 장치에 균일한 열 에너지를 제공하도록 제어할 수도 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may control the heating unit positioned under the sample analysis device to which the microfluidic device 1000 is fastened to maintain a temperature required for the reaction of the sample. In addition, the processor 1300 may control the linear guide for aligning the positions of the heating units in the outer direction of the first driving unit to control the heating units to provide uniform thermal energy to the microfluidic device.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 공급부 내 포트 밸브를 제어함으로써, 저장부에 연결되는 제공 채널들 중, 하나의 제공 채널이 주입 기구의 주입 채널에 연결되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 실린지 펌프를 제어함으로써, 저장부에 연결된 제공 채널이, 주입 채널에 연결된 후, 저장부에 저장된 용액 또는 시료들이 제공 채널 및 주입 채널을 통하여 주입 기구로 배출되도록 할 수 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may control one of the supply channels connected to the storage unit to be connected to the injection channel of the injection device by controlling the port valve in the supply unit. In addition, the processor 1300 may control the syringe pump, so that after the supply channel connected to the storage unit is connected to the injection channel, the solution or samples stored in the storage unit are discharged to the injection device through the supply channel and the injection channel. have.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 시료 분석 장치 내 카메라를 제어함으로써, 미세 유동 장치에 대한 이미지를 미리 설정된 시간 간격으로 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(1300)는 카메라로부터 획득된 이미지에 대한 정보를 시료 분석 장치와 연결된 다른 외부 디바이스로 전송할 수도 있다.According to an embodiment, the processor 1300 may acquire an image of the microfluidic device at a preset time interval by controlling a camera in the sample analysis device. Also, the processor 1300 may transmit information about the image acquired from the camera to another external device connected to the sample analysis apparatus.

일 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 카메라를 통하여 획득된 미세 유동 장치의 이미지 내 반응 챔버 영역을 식별하고, 식별된 반응 챔버 영역에 대한 이미지의 색상 값에 기초하여, 반응 챔버 영역에서 일어나는 화학적 또는 생물학적 반응의 경과를 정량화 할 수도 있다. 예를 들어, 시료 챔버 내, 표적 물질(예컨대 표적 항원)과 결합된 항체, 발색 효소가 결합된 항체 및 상기 발색 효소와 반응할 수 있는 발색 기질을 포함하는 용액이 포함되는 경우, 프로세서(1300)는 시료 챔버들을 미리 설정된 시간 간격에 따라 촬영함으로써, 시료 챔버 영역에 대한 이미지들을 획득하고, 획득된 이미지 내 색상 값들의 변화량에 기초하여, ELISA 반응의 경과를 분석할 수도 있다.According to an embodiment, the processor 1300 identifies a reaction chamber area in the image of the microfluidic device obtained through the camera, and based on the color value of the image for the identified reaction chamber area, chemical occurring in the reaction chamber area Alternatively, the course of a biological response may be quantified. For example, when a solution including an antibody bound to a target material (eg, a target antigen), an antibody bound to a chromogenic enzyme, and a chromogenic substrate capable of reacting with the chromogenic enzyme is included in the sample chamber, the processor 1300 may acquire images of the sample chamber area by photographing the sample chambers at preset time intervals, and analyze the progress of the ELISA reaction based on the amount of change in color values in the acquired image.

또 다른 실시 예에 의하면, 프로세서(1300)는 미리 설정된 시간 간격으로 획득된 시료 챔버에 관한 이미지들을 외부 디바이스로 전송하고, 외부 디바이스가 수신한 이미지들에 기초하여 분석한 결과를 수신하도록 네트워크 인터페이스를 제어할 수도 있다.According to another embodiment, the processor 1300 transmits images about the sample chamber acquired at a preset time interval to an external device, and configures a network interface to receive an analysis result based on the images received by the external device. You can also control it.

센싱부(1400)는, 시료 분석 장치(2000)가 주변의 상태를 감지하고, 감지된 정보를 프로세서(1300)로 전달할 수 있다. 센싱부(1400)는, 가속도 센서(Acceleration sensor)(1420), 온/습도 센서(1430), 적외선 센서(1440), 자이로스코프 센서(1450), 기압 센서(1470), 근접 센서(1480), 및 RGB 센서(illuminance sensor)(1490) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The sensing unit 1400 may detect a state around the sample analysis apparatus 2000 and transmit the sensed information to the processor 1300 . The sensing unit 1400 includes an acceleration sensor 1420, a temperature/humidity sensor 1430, an infrared sensor 1440, a gyroscope sensor 1450, a barometric pressure sensor 1470, a proximity sensor 1480, and an RGB sensor (illuminance sensor) 1490, but is not limited thereto. Since a function of each sensor can be intuitively inferred from the name of a person skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

네트워크 인터페이스(1500)는, 시료 분석 장치(2000)가 다른 장치(미도시) 및 서버(4000)와 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 장치(미도시)는 시료 분석 장치와 같은 장치이거나, 이미지를 획득하고, 획득된 이미지의 색상 값을 분석할 수 있는 컴퓨팅 장치이거나, 센싱 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1500)는, 무선 통신 인터페이스(1510), 유선 통신 인터페이스(1520) 및 이동 통신부(530)를 포함할 수 있다. The network interface 1500 may include one or more components that allow the sample analysis device 2000 to communicate with other devices (not shown) and the server 4000 . The other device (not shown) may be a device such as a sample analysis device, a computing device capable of acquiring an image and analyzing a color value of the acquired image, or a sensing device, but is not limited thereto. For example, the network interface 1500 may include a wireless communication interface 1510 , a wired communication interface 1520 , and a mobile communication unit 530 .

무선 통신 인터페이스(1510)는 근거리 통신부(short-range wireless communication unit), 블루투스 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유선 통신 인터페이스(1520)는 서버(2000)또는 시료 분석 장치(2000)를 유선으로 연결할 수 있다.The wireless communication interface 1510 includes a short-range wireless communication unit, a Bluetooth communication unit, a near field communication unit, a WLAN (Wi-Fi) communication unit, a Zigbee communication unit, and an infrared (IrDA) data association. ) may include a communication unit, a WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, etc., but is not limited thereto. The wired communication interface 1520 may connect the server 2000 or the sample analysis device 2000 by wire.

이동 통신부(1530)는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.The mobile communication unit 1530 transmits/receives a radio signal to and from at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network. Here, the wireless signal may include various types of data according to transmission/reception of a voice signal, a video call signal, or a text/multimedia message.

일 실시 예에 의하면, 네트워크 인터페이스(1500)는 프로세서의 제어에 의하여, 서버로 미세 유동 장치를 촬영한 이미지들을 전송할 수 있다. 또한, 네트워크 인터페이스(1500)는 서버로부터 시료 챔버 내 반응의 경과 정도에 관한 분석 결과를 수신할 수도 있다. According to an embodiment, the network interface 1500 may transmit images captured by the microfluidic device to the server under the control of the processor. In addition, the network interface 1500 may receive the analysis result regarding the degree of progress of the reaction in the sample chamber from the server.

A/V(Audio/Video) 입력부(1600)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(1610)와 마이크로폰(1620) 등이 포함될 수 있다. 카메라(1610)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서를 통해 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 얻을 수 있다. 이미지 센서를 통해 캡쳐된 이미지는 프로세서(1300) 또는 별도의 이미지 처리부(미도시)를 통해 처리될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1610)은 소정의 촬영 주기에 따라 시료 챔버들에 대한 이미지를 획득할 수 있다.The A/V (Audio/Video) input unit 1600 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 1610 , a microphone 1620 , and the like. The camera 1610 may obtain an image frame such as a still image or a moving image through an image sensor in a video call mode or a shooting mode. The image captured through the image sensor may be processed through the processor 1300 or a separate image processing unit (not shown). For example, the camera module 1610 may acquire images of the sample chambers according to a predetermined photographing cycle.

마이크로폰(1620)은, 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 예를 들어, 마이크로폰(1620)은 외부 디바이스 또는 사용자로부터 음향 신호를 수신할 수 있다. 마이크로폰(1620)은 사용자의 음성 입력을 수신할 수 있다. 마이크로폰(1620)은 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생 되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 이용할 수 있다. The microphone 1620 receives an external sound signal and processes it as electrical voice data. For example, the microphone 1620 may receive an acoustic signal from an external device or a user. The microphone 1620 may receive a user's voice input. The microphone 1620 may use various noise removal algorithms for removing noise generated in the process of receiving an external sound signal.

메모리(1700)는, 프로세서(1300)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 시료 분석 장치(2000)로 입력되거나 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 또한, 메모리(1700)는 시료 분석 장치(2000)가 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는데 필요한 다양한 구동 인스트럭션(Instruction)을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1700)는 시료 분석 장치(2000)가 공급부로부터 시료 또는 용액을 추출하고, 추출된 시료 또는 용액이 미세 유동 장치로 주입되도록 하며, 미세 유동 장치를 소정의 회전 방향 및 회전수로 회전시킴으로써 자동으로 시료 분석 과정을 수행하는데 필요한 다양한 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The memory 1700 may store a program for processing and controlling the processor 1300 , and may store data input or output to the sample analysis apparatus 2000 . Also, the memory 1700 may store various driving instructions required for the sample analysis apparatus 2000 to control the first and second drivers. In addition, the memory 1700 allows the sample analysis device 2000 to extract a sample or solution from the supply unit, inject the extracted sample or solution into the microfluidic device, and rotate the microfluidic device in a predetermined rotation direction and rotation speed. By doing so, various instructions necessary for automatically performing a sample analysis process may be included.

메모리(1700)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. The memory 1700 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory), and a RAM. (RAM, Random Access Memory) SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk , may include at least one type of storage medium among optical disks.

메모리(1700)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, UI 모듈(1710), 터치 스크린 모듈(1720), 알림 모듈(1730) 등으로 분류될 수 있다. Programs stored in the memory 1700 may be classified into a plurality of modules according to their functions, for example, may be classified into a UI module 1710 , a touch screen module 1720 , a notification module 1730 , and the like. .

UI 모듈(1710)은, 애플리케이션 별로 시료 분석 장치(2000)와 연동되는 특화된 UI, GUI 등을 제공할 수 있다. 터치 스크린 모듈(1720)은 사용자의 터치 스크린 상의 터치 제스처를 감지하고, 터치 제스처에 관한 정보를 프로세서(1300)로 전달할 수 있다. 일부 실시예에 따른 터치 스크린 모듈(1720)은 터치 코드를 인식하고 분석할 수 있다. 터치 스크린 모듈(1720)은 컨트롤러를 포함하는 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있다.The UI module 1710 may provide a specialized UI, GUI, or the like that interworks with the sample analysis apparatus 2000 for each application. The touch screen module 1720 may detect a touch gesture on the user's touch screen and transmit information about the touch gesture to the processor 1300 . The touch screen module 1720 according to some embodiments may recognize and analyze a touch code. The touch screen module 1720 may be configured as separate hardware including a controller.

알림 모듈(1730)은 시료 분석 장치(2000)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 발생할 수 있다. 시료 분석 장치(2000)에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 일정 알림 등이 있다. 알림 모듈(1730)은 디스플레이부(1210)를 통해 비디오 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있고, 음향 출력부(1220)를 통해 오디오 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있고, 진동 모터(1230)를 통해 진동 신호 형태로 알림 신호를 출력할 수도 있다.The notification module 1730 may generate a signal for notifying the occurrence of an event in the sample analysis apparatus 2000 . Examples of events generated by the sample analysis device 2000 include call signal reception, message reception, key signal input, schedule notification, and the like. The notification module 1730 may output a notification signal in the form of a video signal through the display unit 1210 , may output a notification signal in the form of an audio signal through the sound output unit 1220 , and the vibration motor 1230 . It is also possible to output a notification signal in the form of a vibration signal through

구동부(1800)는 제1 구동부(1810) 및 제2 구동부(1820)를 포함할 수 있다. 구동부(1800)의 각 구성들은 도 4 내지 도 7에서 상술한 제1 구동부(520) 및 제2 구동부(540)에 각각 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The driving unit 1800 may include a first driving unit 1810 and a second driving unit 1820 . Each configuration of the driving unit 1800 may correspond to each of the first driving unit 520 and the second driving unit 540 described above with reference to FIGS. 4 to 7 , so a detailed description thereof will be omitted.

공급부(1920)는 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 저장된 시료 및 용액들이 특정 제공 채널을 통하여 주입 기구에 제공되도록 할 수 있다. 공급부(1920)의 각 구성들은 도 4 내지 7에서 상술한 포트 밸브(649), 제공 채널(646) 및 저장부(642)에 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The supply unit 1920 may store samples and solutions to be provided to the injection device, and may allow the stored samples and solutions to be provided to the injection device through a specific providing channel. Each configuration of the supply unit 1920 may correspond to the port valve 649, the supply channel 646, and the storage unit 642 described above with reference to FIGS. 4 to 7 , so a detailed description thereof will be omitted.

발열부(1940)는 미세 유동 장치의 하부에서, 열 에너지를 발생시킴으로써, 미세 유동 장치 내 시료 및 용액들의 반응에 적정한 온도를 제공할 수 있다. 선형 가이드(1960)는 미세 유동 장치 내 소정의 시료 및 용액들이 주입되면, 미세 유동 장치의 하부에서 위치하는 발열부의 위치를 정렬함으로써, 미세 유동 장치(1000)로 열 에너지를 일정하게 공급하도록 할 수 있다. 발열부(1940) 및 선형 가이드(1960)는 도 6에서 상술한 발열부(632, 634) 및 선형 가이드(636, 638)에 각각 대응될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The heat generating unit 1940 may provide an appropriate temperature for the reaction of the sample and the solutions in the microfluidic device by generating thermal energy in the lower part of the microfluidic device. The linear guide 1960 can supply thermal energy to the microfluidic device 1000 uniformly by aligning the positions of the heating units positioned under the microfluidic device when predetermined samples and solutions are injected into the microfluidic device. have. Since the heating unit 1940 and the linear guide 1960 may correspond to the heating units 632 and 634 and the linear guides 636 and 638 described above in FIG. 6 , respectively, a detailed description thereof will be omitted.

도 11는 일 실시 예에 따른 시료 분석 장치와 연결되는 서버의 블록도이다.11 is a block diagram of a server connected to a sample analysis device according to an exemplary embodiment.

서버(4000)는 네트워크 인터페이스(4100), 데이터 베이스(4200) 및 프로세서(4300)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(4100)는 도 11에 도시된 시료 분석 장치(1000)의 네트워크 인터페이스(1500)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(4100)는 시료 분석 장치(2000)로부터 미세 유동 장치 내 시료 챔버들에 대한 이미지를 수신하거나, 서버(4000)에서 결정된 시료 챔버 이미지 분석 결과에 대한 정보들을 시료 분석 장치(2000)로 전송할 수도 있다.The server 4000 may include a network interface 4100 , a database 4200 , and a processor 4300 . The network interface 4100 may correspond to the network interface 1500 of the sample analysis apparatus 1000 illustrated in FIG. 11 . For example, the network interface 4100 receives images of sample chambers in the microfluidic device from the sample analysis device 2000 or transmits information on the sample chamber image analysis result determined by the server 4000 to the sample analysis device ( 2000) can also be sent.

데이터 베이스(4200)는 도 10에 도시된 시료 분석 장치(2000)의 메모리(1700)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 데이터 베이스(4200)는 시료 분석 장치(2000)로부터 수신된 미세 유동 장치에 대한 제1 이미지들, 상기 제1 이미지들을 전처리함으로써, 생성된 시료 챔버들에 대한 제2 이미지들, 상기 제1 이미지들 및 상기 제2 이미지들 내 색상 정보를 분석함으로써 결정된 면역 진단 결과에 대한 정보들을 저장할 수 있다.The database 4200 may correspond to the memory 1700 of the sample analysis apparatus 2000 shown in FIG. 10 . For example, the database 4200 may include first images of the microfluidic device received from the sample analysis device 2000, second images of sample chambers generated by preprocessing the first images, and the Information on an immune diagnosis result determined by analyzing color information in the first images and the second images may be stored.

또한, 일 실시 예에 의하면, 데이터 베이스(4200)는 시료 챔버들에 대한 이미지들로부터 획득되는 시료 챔버들의 색상 값, 상기 색상 값들의 반응 시간에 대한 변화량, 시료 챔버 별 색상 값의 변화량에 기초하여 결정되는 표적 물질의 농도에 대한 정보를 더 저장할 수도 있다.Also, according to an embodiment, the database 4200 may be configured based on the color values of the sample chambers obtained from images of the sample chambers, the amount of change with respect to the reaction time of the color values, and the amount of change of the color value for each sample chamber. Information on the determined concentration of the target substance may be further stored.

프로세서(4300)는 통상적으로 서버(4000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(4300)는, 서버(4000)의 DB(4200)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, DB(4200) 및 네트워크 인터페이스(4100) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(4300)는 DB(4100)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 도 1 내지 도10에서의 시료 분석 장치(2000)의 동작의 일부를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(4300)는 시료 분석 장치(2000)내 시료 챔버들 내 표적 물질들에 대한 면역 반응이 일어나는 동안 미세 유동 장치에 대한 제1 이미지들을 획득하고, 획득된 제1 이미지들로부터 반응 챔버들에 관한 제2 이미지들을 획득하며, 제2 이미지들로부터 시료 챔버들의 색상 정보를 식별할 수도 있다. 또한, 프로세서(4300)는 획득된 색상 정보에 기초하여, 시료 챔버들 내 추출된 표적 물질의 농도를 식별하고, 식별된 표적 물질에 대한 농도에 대한 정보를 시료 분석 장치(2000)로 전송할 수도 있다.The processor 4300 typically controls the overall operation of the server 4000 . For example, the processor 4300 may control the DB 4200 and the network interface 4100 in general by executing programs stored in the DB 4200 of the server 4000 . In addition, the processor 4300 may perform some of the operations of the sample analysis apparatus 2000 of FIGS. 1 to 10 by executing programs stored in the DB 4100 . For example, the processor 4300 acquires first images of the microfluidic device while an immune response to target substances in the sample chambers in the sample analysis device 2000 occurs, and reacts from the acquired first images Second images of the chambers may be acquired, and color information of the sample chambers may be identified from the second images. Also, the processor 4300 may identify the concentration of the target material extracted in the sample chambers based on the obtained color information, and transmit information on the concentration of the identified target material to the sample analysis apparatus 2000 . .

일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The method according to an embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present disclosure, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

또한, 상기 일 실시 예에 다른 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 장치가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. In addition, according to the embodiment, a computer program apparatus including a recording medium storing a program for performing another method may be provided. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 본 개시의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리범위에 속한다.Although the embodiment of the present disclosure has been described in detail above, the scope of the present disclosure is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present disclosure are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present disclosure as defined in the following claims. belong to the scope of the right.

Claims (18)

회전체;
상기 회전체 내에 미리 설정된 간격으로 배치되는 적어도 하나의 미세 유동 구조물; 및
상기 회전체 내에서 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 보다 반경 방향으로 더 외측에 형성되고, 상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물 각각과 연결되는 웨이스트 챔버; 를 포함하고,
상기 미세 유동 구조물은,
용액 주입구를 통해 주입된 용액을 수용하고 상기 수용된 용액을, 제1 공유 채널을 통하여 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하는 용액 챔버;
상기 회전체 내, 상기 용액 챔버 보다 반경 방향으로 더 외측에 위치하고, 외부로 개방되는 에어 벤트를 통해 주입된 시료를 수용하는 시료 챔버; 및
일단이 상기 시료 챔버에 연결되고, 타단이 상기 웨이스트 챔버에 연결됨으로써, 상기 시료 및 상기 용액을 상기 웨이스트 챔버로 전달하는 사이펀 채널; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
rotating body;
at least one microfluidic structure disposed in the rotating body at preset intervals; and
a waste chamber formed further outward in a radial direction than the at least one microfluidic structure in the rotating body and connected to each of the at least one microfluidic structure; including,
The microfluidic structure is
a solution chamber receiving a solution injected through the solution inlet and sharing the received solution with other adjacent microfluidic structures through a first shared channel;
a sample chamber located in the rotating body, more radially outward than the solution chamber, and accommodating the sample injected through an air vent that is opened to the outside; and
a siphon channel having one end connected to the sample chamber and the other end connected to the waste chamber, thereby transferring the sample and the solution to the waste chamber; A microfluidic device comprising a.
제1항에 있어서, 상기 미세 유동 구조물은
일단이 상기 용액 챔버에 연결되고, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력에 기초하여 용액 챔버에 수용된 용액들을 상기 시료 챔버로 제공하는 수동 밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
The method of claim 1, wherein the microfluidic structure
a manual valve having one end connected to the solution chamber and providing solutions accommodated in the solution chamber to the sample chamber based on a rotational force generated by the rotating body; The microfluidic device, characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서, 상기 웨이스트 챔버는
상기 웨이스트 챔버 내부에 상기 시료 및 용액을 흡수하는 고흡수성수지(Super Abosrbent Polymer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
The method of claim 1, wherein the waste chamber is
Microfluidic device, characterized in that it further comprises a super absorbent polymer (Super Abosrbent Polymer) for absorbing the sample and the solution inside the waste chamber.
제1항에 있어서,
상기 제1 공유 채널은 상기 회전체 내에서 원주 방향으로 지그재그(Zigzag)형태로 형성되고, 상기 회전체는 상기 용액 챔버 내 용액이 다른 미세 유동 구조물 내 용액 챔버 각각에 공유될 때까지, 상기 시료 챔버로 이동되지 않도록, 정지 또는 회전하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
According to claim 1,
The first shared channel is formed in a zigzag shape in the circumferential direction in the rotation body, and the rotation body is the sample chamber until the solution in the solution chamber is shared with each of the solution chambers in the other microfluidic structures. A microfluidic device, characterized in that it is stopped or rotated so as not to move to
제1항에 있어서, 상기 시료 챔버는
상기 에어 벤트를 통해 주입된 시료들을, 인접한 다른 미세 유동 구조물과 공유하기 위한 제2 공유 채널과 연결되는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
The method of claim 1, wherein the sample chamber is
The microfluidic device, characterized in that it is connected to a second shared channel for sharing the samples injected through the air vent with other adjacent microfluidic structures.
제1항에 있어서, 상기 회전체는
상기 사이펀 채널 내 적어도 일부 채널 부분에 작용하는, 상기 회전체에 의해 발생하는 회전력이 상기 적어도 일부 채널에서 발생하는 모세관력보다 작아지도록 미리 설정되는 시간 동안 정지함으로써, 상기 시료 및 상기 용액이 상기 사이펀 채널로의 이동을 시작하도록 하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
According to claim 1, wherein the rotating body
By stopping for a preset time such that the rotational force generated by the rotating body acting on at least a part of the channel in the siphon channel is smaller than the capillary force generated in the at least part of the channel, the sample and the solution are transferred to the siphon channel A microfluidic device, characterized in that it initiates movement into the
제1항에 있어서,
상기 시료 챔버 내 표면에는, 상기 시료 내 표적 물질에 결합될 수 있는 1차 항체가 미리 코팅되고,
상기 용액 챔버는, 상기 용액 주입구를 통해, 효소 결합 면역 흡착 검사를 위한 발색 효소가 부착된 2차 항체를 포함하는 용액, 발색 기질(substrate)을 포함하는 용액 및 상기 시료 내 표적 물질 중, 상기 1차 항체에 결합되지 않은 표적 물질을 세척하기 위한 용액을 획득하는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
According to claim 1,
A surface in the sample chamber is pre-coated with a primary antibody capable of binding to a target material in the sample,
The solution chamber includes, through the solution inlet, a solution containing a secondary antibody to which a chromogenic enzyme is attached for an enzyme-linked immunosorbent assay, a solution containing a chromogenic substrate, and a target material in the sample, A microfluidic device, characterized in that to obtain a solution for washing the target material not bound to the primary antibody.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 미세 유동 구조물은, 상기 회전체의 회전축을 중심으로 원주 방향으로, 상기 회전체 내에서 배열되고,
상기 회전체는, 적어도 하나의 회전축을 중심으로 미리 설정된 회전수로 회전하고, 상기 시료 및 상기 용액은 상기 회전체가 회전함에 따라 발생하는 회전력에 기초하여, 상기 미세 유동 구조물 내에서 이동되는 것을 특징으로 하는, 미세 유동 장치.
According to claim 1,
The at least one microfluidic structure is arranged in the rotation body in a circumferential direction about the rotation axis of the rotation body,
The rotating body rotates at a preset number of rotations about at least one rotating shaft, and the sample and the solution are moved in the microfluidic structure based on a rotational force generated as the rotating body rotates. , a microfluidic device.
상기 제1항의 미세 유동 장치;
상기 미세 유동 장치를 회전축을 따라 회전시키는 제1 구동부;
기 설정된 구동축을 따라, 상기 미세 유동 장치로 상기 시료 및 상기 용액을 주입하기 위한 주입 기구를 이동시키는 제2 구동부;
상기 주입 기구에 제공될 시료 및 용액들을 저장하고, 상기 저장된 시료 및 용액들을 상기 주입 기구에 선택적으로 제공하는 공급부; 및
상기 미세 유동 구조물 내 상기 시료 및 상기 용액들이 미리 설정된 경로로 이동하도록 상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 공급부를 제어하는 제어부; 를 포함하는, 시료 분석 장치.
The microfluidic device of claim 1;
a first driving unit rotating the microfluidic device along a rotation axis;
a second driving unit for moving an injection device for injecting the sample and the solution into the microfluidic device along a preset driving shaft;
a supply unit that stores samples and solutions to be provided to the injection device and selectively provides the stored samples and solutions to the injection device; and
a control unit configured to control the first driving unit, the second driving unit, and the supply unit to move the sample and the solutions in the microfluidic structure to a preset path; A sample analysis device comprising a.
제9항에 있어서, 상기 제1 구동부는
상기 미세 유동 장치에 체결되어 상기 미세 유동 장치의 회전축을 따라 상기 미세 유동 장치와 함께 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 및
상기 제어부로부터 획득되는 제1 제어 신호에 기초하여, 상기 회전 부재를 소정의 회전 방향 및 회전 속도로 회전시키는 스핀들 모터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
The method of claim 9, wherein the first driving unit
a rotation member fastened to the microfluidic device and rotatably installed together with the microfluidic device along a rotation axis of the microfluidic device; and
a spindle motor for rotating the rotating member in a predetermined rotation direction and rotation speed based on a first control signal obtained from the control unit; A sample analysis device comprising a.
제9항에 있어서, 상기 제2 구동부는
미리 설정된 간격으로 이격 되는 적어도 하나의 가이드 축;
상기 구동축의 일단에 상기 주입 기구가 체결되는 제1 구동 부재;
상기 구동축의 타단에서 연결되고, 상기 구동축이 소정의 각도 간격으로 회전하도록 상기 구동축에 구동력을 전달하는 제2 구동 부재; 및
상기 제2 구동 부재를 회전시키는 스텝 모터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
10. The method of claim 9, wherein the second driving unit
at least one guide axis spaced apart at a preset interval;
a first driving member to which the injection mechanism is fastened to one end of the driving shaft;
a second driving member connected at the other end of the driving shaft and transmitting a driving force to the driving shaft so that the driving shaft rotates at a predetermined angular interval; and
a step motor for rotating the second driving member; A sample analysis device comprising a.
제11항에 있어서, 상기 제2 구동 부재는,
상기 적어도 하나의 가이드 축이 관통하는 관통홀; 및
상기 관통홀 내 형성되는 면과 접촉되는 볼 스크류 부재; 를 더 포함하고,
상기 볼 스크류 부재 및 상기 적어도 하나의 가이드 축상에 형성되는 나사산이 밀착된 상태에서 상기 적어도 하나의 가이드 축을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
The method of claim 11, wherein the second driving member,
a through hole through which the at least one guide shaft passes; and
a ball screw member in contact with a surface formed in the through hole; further comprising,
The sample analysis apparatus, characterized in that the ball screw member and the screw thread formed on the at least one guide shaft move along the at least one guide shaft in a state in which they are in close contact.
제9항에 있어서, 상기 시료 분석 장치는
상기 미세 유동 장치의 하부에서 상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 제1 구동부의 적어도 일부를 원통형으로 감싸는 발열부; 및
상기 제1 구동부의 외측 방향에서 상기 발열부의 위치를 정렬하기 위한 선형 가이드; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a heating part cylindrically surrounding at least a portion of the first driving part in an outer direction of the first driving part under the microfluidic device; and
a linear guide for aligning a position of the heat generating unit in an outer direction of the first driving unit; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
제9항에 있어서,
상기 시료는 분석 대상이 되는 표적 물질을 포함하고,
상기 용액은 상기 표적 물질을 제외한 나머지 물질들을 세척하기 위한 세척 용액 및 효소결합면역흡착검사를 위한 반응 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
10. The method of claim 9,
The sample includes a target material to be analyzed,
The solution is a sample analysis device, characterized in that it comprises a washing solution for washing the remaining substances except for the target substance and a reaction solution for the enzyme-linked immunosorbent test.
제14항에 있어서, 상기 공급부는
상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들이 구분되어 저장되는 저장부;
상기 저장부에 연결되고, 상기 저장부로부터 상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들이 구분 획득되는 제공 채널;
상기 제어부의 제어에 의하여, 상기 제공 채널 중 상기 주입 기구에 연결될 채널을 선택하는 포트 밸브; 및
상기 저장부에서 상기 주입 기구까지 상기 시료, 상기 세척 용액 및 상기 반응 용액들을 이동시키기 위한 실린지 펌프; 를 포함하는, 것을 특징으로 하는 시료 분석 장치.
15. The method of claim 14, wherein the supply unit
a storage unit in which the sample, the washing solution, and the reaction solution are stored separately;
a supply channel connected to the storage unit and separately obtained from the storage unit for the sample, the washing solution, and the reaction solution;
a port valve for selecting a channel to be connected to the injection device from among the supply channels under the control of the controller; and
a syringe pump for moving the sample, the washing solution and the reaction solution from the reservoir to the injection device; A sample analysis device comprising a.
제15항에 있어서, 상기 저장부는
상기 시료를 저장하는 시료 저장부;
상기 세척 용액을 저장하는 세척 용액 저장부; 및
상기 반응 용액을 저장하는 반응 용액 저장부; 를 포함하고,
상기 시료 저장부, 상기 세척 용액 저장부 및 상기 반응 용액 저장부는 상기 제공 채널이 연통하는 연결 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
16. The method of claim 15, wherein the storage unit
a sample storage unit for storing the sample;
a washing solution storage unit for storing the washing solution; and
a reaction solution storage unit for storing the reaction solution; including,
The sample storage unit, the washing solution storage unit, and the reaction solution storage unit further include a connection hole through which the providing channel communicates, the sample analysis device.
제9항에 있어서, 상기 시료 분석 장치는
상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제어부가 내부에 위치하도록 형성되는 제1 하우징; 및
개폐 가능하게 상기 제1 하우징에 연결됨으로써, 상기 미세 유동 장치를 선택적으로 노출시키는 제2 하우징; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a first housing in which the first driving unit, the second driving unit, and the control unit are located; and
a second housing connected to the first housing to be opened and closed, thereby selectively exposing the microfluidic device; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
제9항에 있어서, 상기 시료 분석 장치는
상기 미세 유동 장치에 대한 이미지를 미리 설정된 시간 간격으로 획득하는 카메라; 및
상기 카메라로부터 획득된 이미지에 대한 정보를 상기 시료 분석 장치와 연결된 외부 디바이스로 전송하는 네트워크 인터페이스; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 분석 장치.
10. The method of claim 9, wherein the sample analysis device is
a camera for acquiring images of the microfluidic device at preset time intervals; and
a network interface for transmitting information about the image acquired from the camera to an external device connected to the sample analysis device; The sample analysis device, characterized in that it further comprises.
KR1020200052668A 2020-04-29 2020-04-29 Microfludic device including at least one microfluidic structure and method for analyzing sample supplied to the same KR102419672B1 (en)

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