KR102451829B1 - 채널 내 미세버블의 제거가 가능한 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스 - Google Patents

채널 내 미세버블의 제거가 가능한 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 채널 내 미세버블의 제거가 가능한 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스에 관한 것으로서, 유체가 통과하는 미세유체 채널을 포함하는 상부 패널과, 상기 미세유체 채널을 통과하는 시료가 하부 패널의 상면에 직접 닿지 않도록 상기 하부 패널과 상부 패널이 접하는 부분에 구비되어 상기 하부 패널과 상부 패널을 분리함으로써, 상기 하부 패널을 반복하여 여러 번 사용이 가능하도록 하는 박막과, 상기 상부 패널과 상기 박막의 하면에 접촉하는 하부 패널과, 상기 박막과 상기 하부 패널 사이에 음압을 형성하기 위하여 미세유체 채널 주위에 형성되는 진공 트렌치와, 상기 진공 트렌치와 연통되어 상기 진공 트렌치에 음압을 인가하는 음압인가홀과, 상기 미세유체 채널의 측부에 미세유체 채널과 동일한 방향으로 길게 형성되는 진공라인과, 상기 음압인가홀에 음압을 인가하면 상기 진공라인에 음압이 형성되도록 상기 진공라인과 연통되는 위치의 박막에 형성되는 진공홀을 포함함으로써, 유체 채널 내에 발생하는 미세버블 및 트랩된 공기 방울들을 실시간 제거(Realtime-degassing)가 가능하면서도 구조가 간단하고 디바이스가 견고한 효과가 있다.

Description

채널 내 미세버블의 제거가 가능한 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스{A Disposable Micro Fluidic Device}
본 발명은 채널 내 미세버블의 제거가 가능한 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체 채널 내에 발생하는 미세버블 및 트랩된 공기 방울들을 제거하기 위한 실시간 공기제거(Realtime-degassing)가 가능한 구조이면서도 쉽게 찢어지지 않는 소재를 사용하여 일회용 디바이스를 견고하게 제작하고 복잡한 구조가 필요없는 마이크로 플루이딕 디바이스에 관한 것이다.
마이크로 플루이딕 디바이스에서 마이크로 단위의 미세 채널에 형성되는 버블이나 공기의 막힘은 디바이스의 성능저하에 영향을 미친다. 예를 들어, 마이크로 PCR(Polymerized Chain Reaction), 칩 기반의 세포 배양(Cell culture), 세포 분리(Cell separation), 입자 분리(Particle separation), 마이크로 유체 펌프(Micro-pump), 마이크로 유체 믹서(Micro-mixer), 유체 센서(Fluid senser) 등의 다양한 기능을 하는 칩의 중요 채널 부분에 트랩된 공기방울은 칩의 고유의 기능을 저하시키고 효율 저하의 원인이 된다.
따라서, 칩의 사용 도중 유입되는 공기방울을 실시간으로 칩 외부로 방출시키는 기능이 필수적으로 요구되는 것이다.
이와 관련한 종래의 기술로서, 본 출원인이 출원한 한국등록특허 10-2030284호(박막에 돌출된 서포트 패턴을 이용하여 채널 내 미세버블의 제거가 가능한 마이크로 플루이딕 디바이스 및 그 제조방법)에서는 마이크로 플루이딕 기술 기반의 센서, 분리, 측정, 세포 배양, 분석 등의 디바이스들의 유체 채널 내에 발생하는 미세버블 및 트랩된 공기 방울들을 제거하기 위한 실시간 공기제거(Realtime-degassing)가 가능하고 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 버블이 차지하는 것을 방지하여 분석, 분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상하도록 하였다.
그러나, 상기 종래의 기술은 매우 얇은 박막을 사용하여 상부 패널과 하부 패널을 구분하고, 상기 박막을 통해 degassing을 하는 구조로서, 박막이 잘 찢어지는 문제점이 있었다.
특히, 박막의 하부에 미세버블을 실시간으로 제거하기 위한 돌출된 서포트 패턴이 형성해야 하므로 구조가 복잡하고, 제작이 어려울 뿐 아니라 상기 서포트 패턴으로 인해 응력이 집중되는 부위가 보다 잘 찢어지어 상부 패널과 하부 패널을 구분하는 기능에 문제가 발생하였다.
한국등록특허 10-2030284호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 박막으로 사용되는 필름을 보다 견고한 재질의 PET 필름을 사용하여 박막의 찢어짐을 방지하면서도 진공 라인이 마이크로 채널과 소정 만큼 떨어져 형성됨으로써, 진공 트렌치에 인가된 진공압 하나만으로 디바이스의 조립 및 미세버블의 제거가 가능한 마이크로 플루이딕 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 박막의 하부에 미세버블을 실시간으로 제거하기 위한 돌출된 서포트 패턴의 생략이 가능하여 디바이스의 구조를 간단하게 구성함으로써, 제조가 용이하고, 채널 내에서 유체의 흐름이 방해되거나 유체가 차지해야 할 부피를 미세버블이 차지하는 것을 방지하여 분석, 분리, 측정 등 특정 기능의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 마이크로 플루이딕 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 유체가 통과하는 미세유체 채널을 포함하는 상부 패널과, 상기 미세유체 채널을 통과하는 시료가 하부 패널의 상면에 직접 닿지 않도록 상기 하부 패널과 상부 패널이 접하는 부분에 구비되어 상기 하부 패널과 상부 패널을 분리함으로써, 상기 하부 패널을 반복하여 여러 번 사용이 가능하도록 하는 박막과, 상기 상부 패널과 상기 박막의 하면에 접촉하는 하부 패널과, 상기 박막과 상기 하부 패널 사이에 음압을 형성하기 위하여 미세유체 채널 주위에 형성되는 진공 트렌치와, 상기 진공 트렌치와 연통되어 상기 진공 트렌치에 음압을 인가하는 음압인가홀과, 상기 미세유체 채널의 측부에 미세유체 채널과 동일한 방향으로 길게 형성되는 진공라인과, 상기 음압인가홀에 음압을 인가하면 상기 진공라인에 음압이 형성되도록 상기 진공라인과 연통되는 위치의 박막에 형성되는 진공홀을 포함하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 박막이 접착된 상부 패널과 하부 패널 사이에 미세한 층이 형성되어 상기 음압인가홀에 음압을 인가하면 상기 진공라인과 진공 트렌치 사이에 공기가 흐를 수 있는 통로가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 진공 트렌치는 상기 미세유체 채널 및 상기 박막의 주변을 감싸는 형태로 상기 상부 패널의 하면에 형성되고, 상기 음압인가홀은 상기 상부 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 패널은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 상기 진공라인에 보낼 수 있도록 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 패널의 재질은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 미세유체 채널은 유체를 주입하기 위한 유체 주입구와, 상기 유체 주입구에서 유입된 유체가 흐르는 유로와, 상기 유로를 흐른 유체가 배출되는 유체 배출구를 포함할 수 있다.
상기 유로는 상기 상부 패널의 하면에 소정 깊이로 형성되는 홈으로 이루어지고, 상기 박막이 상기 홈의 하면에 부착됨으로써 유체가 흘러갈 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 박막의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 고분자 플라스틱, 유리 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다.
상기 박막은 복수개의 층으로 이루어지는 다박막(Multilayer) 구조로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 진공라인은 상기 미세유체 채널의 양측에 형성되고, 상기 진공홀도 상기 박막에 복수개 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에서는 박막으로 사용되는 필름을 보다 견고한 재질의 PET 필름을 사용하여 박막의 찢어짐을 방지하면서도 진공 라인이 마이크로 채널과 소정 만큼 떨어져 형성됨으로써, 진공 트렌치에 인가된 진공압 하나만으로 디바이스의 조립 및 미세버블의 제거가 가능한 효과가 있다.
또한, 박막의 하부에 미세버블을 실시간으로 제거하기 위한 돌출된 서포트 패턴의 생략이 가능하여 디바이스의 구조를 간단하게 구성함으로써, 디바이스의 제조가 용이한 효과가 있다.
또한, 유체 내 버블을 제거하는 구조가 간단하여 제작 및 양산이 용이하므로, 다양한 기술에서 범용적으로 사용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스의 일실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 일실시예의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스의 일실시예를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에서의 A-A 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스에서 미세버블의 흐름을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스의 일실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 일실시예의 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스의 일실시예를 도시한 평면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스는 크게 상부 패널(100), 박막(200) 및 하부 패널(300)을 포함한다.
상기 상부 패널(100)은 유체가 통과하는 미세유체 채널(112)(114)(116)과, 상기 박막(200)과 상기 하부 패널(300) 사이에 음압을 형성하기 위하여 미세유체 채널 주위에 형성되는 진공 트렌치(120)와, 상기 진공 트렌치(120)와 연통되어 상기 진공 트렌치에 음압을 인가하는 음압인가홀(130)과, 상기 미세유체 채널의 측부에 미세유체 채널과 동일한 방향으로 길게 형성되는 진공라인(140)이 형성된다.
상기 미세유체 채널은 시료가 되는 유체가 통과하는 채널로서, 유체를 주입하기 위한 유체 주입구(112)와, 상기 유체 주입구(112)에서 유입된 유체가 흐르는 유로(114)와, 상기 유로(114)를 흐른 유체가 배출되는 유체 배출구(116)를 포함한다.
여기서, 상기 유로(114)는 상기 상부 패널(100)의 하면에 소정 깊이로 형성되는 홈 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 유로(114)는 상기 상부 패널(100)의 하면에 소정 깊이의 홈으로 이루어지고, 상기 박막(200)이 상기 홈의 하면에 부착됨으로써 유체가 흘러갈 수 있는 유로(114)가 형성되는 것이다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 유체 주입구(112)와 유체 배출구(116)가 상부 패널(100)의 상면에 연통되게 형성되고, 상기 유체 주입구(112)와 유체 배출구(116)의 하단을 상기 유로(114)가 연결하여 유체의 흐름이 '└┘' 형상으로 이루어지도록 하였으나, 이는 본 발명의 일실시예에 불과하며 상기 유체 주입구(112)와 유체 배출구(116)가 형성되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 경우에 따라서는 유체 주입구(112)와 유체 배출구(116)가 상부 패널(100)의 측면 등에 연통되게 형성될 수도 있고, 상기 유로(114) 역시 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스는 상기 미세유체 채널의 유로(114)가 상기 상부 패널(100)의 하면에 소정 깊이의 홈으로 이루어지고, 상기 박막(200)이 상기 홈의 하면에 부착됨으로써, 상기 미세유체 채널(110)을 통해 유체가 흘러갈 때 상기 박막(200)을 통해 유체 내의 미세 버블이 빠져나오는데 특징이 있으며, 상기 유로(114)의 형상 및 상기 유체 주입구(112)와 유체 배출구(116)가 형성되는 위치는 다양하게 적용될 수 있는 것이다.
한편, 상기 진공 트렌치(120)는 상기 미세유체 채널 및 상기 박막의 주변을 감싸는 형태로 상기 상부 패널(100)의 하면에 형성되고, 상기 음압인가홀(130)은 상기 상부 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 진공 트렌치(120)는 상기 미세유체 채널 및 상기 박막(200)의 주변을 감싸는 형태로 형성된다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 진공 트렌치(120)은 상기 미세유체 채널 및 상기 박막(200)이 형성되는 영역을 모두 포함하도록 바람직하게는 4각형으로 형성되는 것이 좋다.
상기 음압인가홀(130)은 양단이 상기 진공 트렌치(120)와 상기 상부 패널(100)의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되며, 외부의 기기, 예컨대 진공 펌프에 연결되어 상기 진공 펌프가 작동하면 음압인가홀(130)을 통해 상기 진공 트렌치(120)의 공기를 빨아들이게 됨으로써, 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100)이 진공 흡착되도록 한다.
본 발명에서는 도 1 내지 도 4를 통해 상기 음압인가홀(130)이 상부 패널(100)의 상면에 연통되도록 형성된 것을 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 음압인가홀(130)이 상기 상부 패널(100)의 측면에 연통되어 외부에서 음압인가홀(130)을 통해 진공 트렌치(120) 내의 공기를 빨아들일 수 있는 구조로 함도 가능하다.
이와 같은 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100) 사이는 상기 진공 트렌치(120)를 통해 탈착이 가능하다. 즉, 상기 진공 트렌치(120)에 음압을 인가하면 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100) 사이가 진공으로 인해 부착되지만, 상기 진공 트렌치(120)에 인가된 음압을 해제하면 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100) 사이가 떨어지게 되어 분리가 가능한 것이다.
본 발명에서, 상기 상부 패널(100)은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 상기 진공라인(140)에 보낼 수 있도록 다공성 재질로 이루어지는 것에 특징이 있다.
본 발명에서, 상기 상부 패널(100)의 재질은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 다공성 재질인 PDMS로 이루어진다.
이와 같이 다공성 재질로 이루어지는 상부 패널(100)로 인해, 본 발명에서는 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 미세유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세버블만 통과되어 상기 진공라인(140) 측으로 빠져나올 수 있다.
한편, 상기 진공라인(140)은 상기 미세유체 채널의 측부에 형성되며, 미세유체 채널과 동일한 방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도면에는 진공라인(140)을 상기 미세유체 채널의 일측에 한 개만 형성한 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 진공라인(140)은 상기 미세유체 채널의 양측에 형성될 수 있다. 또한, 상기 진공라인(140)에 대응하여 상기 진공홀도 상기 박막에 복수개 형성될 수 있다.
한편, 상기 박막(200)은 상기 미세유체 채널을 통과하는 시료가 하부 패널(300)의 상면에 직접 닿지 않도록 상기 하부 패널(300)과 상부 패널(100)이 접하는 부분에 구비되어 상기 하부 패널과 상부 패널을 분리함으로써, 상기 하부 패널을 반복하여 여러 번 사용이 가능하도록 한다.
본 발명에서의 상기 박막(200)은 상기 상부 패널(100)과 일체화되며, 상기 미세유체 채널(110)을 통과하는 유체에 포함된 미세버블을 실시간으로 제거하기 위한 진공홀(220)이 형성되는 것에 특징이 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 박막(200)을 상부 패널(100)의 하부에 부착 및 본딩시켜 일체화하며, 상기 박막(200)의 하부에 형성된 진공홀(220)을 통해 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세버블을 실시간으로 제거하는 구성을 갖는다.
도 4는 도 2에서의 A-A 단면을 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 마이크로 플루이딕 디바이스에서 미세버블의 흐름을 나타내는 단면도로서, 상기 박막(200)이 접착된 상부 패널(100)과 하부 패널(300) 사이에는 미세한 층이 형성되어 상기 음압인가홀(130)에 음압을 인가하면 상기 진공라인(140)과 진공 트렌치(120) 사이에 공기가 흐를 수 있는 통로(S)가 형성된다.
여기서, 상기 박막(200)의 두께(W)는 상부 패널(100)과 하부 패널(300)의 접합시 공기가 빠져나갈 수 있도는 통로(S)가 형성될 수 있도록 하는 것에 본 발명의 특징이 있다.
다시 말해서, 상기 박막(200)과 하부 패널(300) 사이에 수 마이크로미터 사이즈의 공간을 형성하게 되고, 이 공간을 통해 상기 진공홀(220)을 통과한 미세버블이 외부로 원활히 빠져나갈 수 있는 통로가 마련되는 것이다.
한편, 상기 박막의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 고분자 플라스틱, 유리 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다.
본 발명에서는 마이크로 플루이딕 디바이스의 사용 중 상기 박막(200)이 쉽게 찢어지는 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 PDMS 필름과 같이 쉽게 찢어지는 재료가 아닌 기존의 일회용 디바이스 제작에 사용되는 PET 필름을 사용함으로써, 일회용 디바이스를 보다 견고하게 제작하고 하부 패널에 마이크로 필러와 같은 복잡한 구조가 필요없는 장점을 가진다.
또한, 상기 박막을 다공성 재질이 아닌 PET로 함으로써, 상기 박막에 미세 버블이 통과할 수 있는 진공홀(220)을 형성하여, 도 5에서 보는 바와 같이, 진공 트렌치(120)에 진공을 인가함으로써 PET 필름(박막)이 접착된 상부 패널(100)과 하부 패널(300)이 진공 어셈블 되고, 이때 두 패널 사이에 미세한 층이 형성되며, 이로 인해 진공 라인(140)과 진공 트렌치(120) 사이에 가스가 흐를 수 있는 통로(S)가 형성된다.
따라서, 진공 트렌치(120)에 진공 압력이 인가될 경우, 일회용 디바이스(100)와 하부 패널(300)이 진공 어셈블 될 뿐만 아니라 진공 라인(140)에 진공압력이 형성되며, 이로 인해 일회용 디바이스의 채널 내에 형성된 미세 버블이 진공라인(140)으로 빠져나가고, 이후 진공홀(220)을 통해 박막(200)과 하부 패널(300) 사이의 공간(S)을 거처 진공 트렌치(120)로 빠져나가는 디개싱(degassing) 현상이 발생한다.
또한, 본 발명의 상기 박막(200)은 복수개의 층으로 이루어지는 다박막(Multilayer) 구조로 이루어질 수 있다.
예컨대, 상기 하부 패널(300)은 아무런 기능이 없는 패널 형태일 수도 있고, 하부 패널(300) 내부에 자기장, 전기장, 열발생 등의 기능을 발휘할 수 있는 특정 기능 구조물 등을 포함하는 패널일 수도 있다. 이러한 기능을 통해 발생된 에너지 필드들은 상기 박막(200)을 투과하여 채널에 전달이 될 수 있다.
이때, 상기 박막(200)은 특정기능 구조물(도시안함)이 접하는 위치에 다박막 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 특정기능 구조물에서 발생한 열이 박막(200)에 직접 전달되어 팽창되는 것을 방지하기 위함으로써, 상기 박막을 다박막 구조(Multilayer)를 적용하면 상기한 문제를 해결할 수 있다.
아울러, 상기 특정기능 구조물은 다양한 실시예를 적용할 수 있다.
상기 특정기능 구조물의 실시예로서, 유체 내 세포 또는 미세입자를 분리하기 위한 세포분리 구조물이 포함될 수 있으며, 이 외에도 유체의 유속을 측정하기 위한 유속측정 장치가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 특정기능 구조물은 상부 패널(100)의 미세유체 채널에 대응되는 위치에 형성되어야 하며, 구체적으로 상기 미세유체 채널의 유체 주입구(112), 유체 배출구(116)에 대응되는 위치에 설치되어 상부 패널(100)에 주입되고 배출되는 모든 유체의 속도 측정 등을 할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 세포분리 및 특정기능 구조물을 포함하는 패널을 반복하여 여러 번 사용이 가능하여 거의 영구적으로 사용 가능하고, 상부 패널(100)의 구조가 간단하여 제작이 용이하므로 기존의 디바이스에 비해 제조원가가 저렴하여 비용적인 측면에서 매우 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 분리된 패널들 사이에 음압을 인가하여 흡착하는 진공 결합방법에 의해 분리된 패널들을 결합함으로써, 성능이 매우 우수하고, 특정기능 구조물을 다양하게 적용함으로써 범용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100 : 상부 패널 112 : 유체 주입구
114 : 유로 116 : 유체 배출구
120 : 진공 트렌치 130 : 음압인가홀
140 : 진공라인 200 : 박막
220 : 진공홀 300 : 하부 패널

Claims (10)

  1. 유체가 통과하는 미세유체 채널을 포함하는 상부 패널;
    상기 미세유체 채널을 통과하는 시료가 하부 패널의 상면에 직접 닿지 않도록 상기 하부 패널과 상부 패널이 접하는 부분에 구비되어 상기 하부 패널과 상부 패널을 분리함으로써, 상기 하부 패널을 반복하여 여러 번 사용이 가능하도록 하는 박막;
    상기 상부 패널과 상기 박막의 하면에 접촉하는 하부 패널;
    상기 박막과 상기 하부 패널 사이에 음압을 형성하기 위하여 미세유체 채널 주위에 형성되는 진공 트렌치;
    상기 진공 트렌치와 연통되어 상기 진공 트렌치에 음압을 인가하는 음압인가홀;
    상기 미세유체 채널의 측부에 미세유체 채널과 동일한 방향으로 길게 형성되는 진공라인; 및
    상기 음압인가홀에 음압을 인가하면 상기 진공라인에 음압이 형성되도록 상기 진공라인과 연통되는 위치의 박막에 형성되는 진공홀;
    을 포함하고,
    상기 박막이 접착된 상부 패널과 하부 패널 사이에 설정된 마이크로미터 깊이의 층이 형성되어 상기 음압인가홀에 음압을 인가하면 상기 진공라인과 진공 트렌치 사이에 공기가 흐를 수 있는 통로가 형성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 진공 트렌치에 진공 압력이 인가될 경우, 상부 패널과 하부 패널이 진공 어셈블됨과 상기 진공라인에 진공압력이 형성되며, 상기 미세유체 채널 내에 형성된 미세 버블이 상기 진공라인으로 빠져나가고, 상기 진공홀을 통해 상기 박막과 상기 하부 패널 사이에 형성된 설정된 마이크로미터 깊이의 층인 공간(S)을 거처 상기 진공 트렌치로 빠져나가는 디개싱(degassing) 현상이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는, 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공 트렌치는 상기 미세유체 채널 및 상기 박막의 주변을 감싸는 형태로 상기 상부 패널의 하면에 형성되고,
    상기 음압인가홀은 상기 상부 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 패널은 상기 미세유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 버블을 상기 진공라인에 보낼 수 있도록 다공성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부 패널의 재질은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세유체 채널은 유체를 주입하기 위한 유체 주입구;
    상기 유체 주입구에서 유입된 유체가 흐르는 유로; 및
    상기 유로를 흐른 유체가 배출되는 유체 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유로는 상기 상부 패널의 하면에 소정 깊이로 형성되는 홈으로 이루어지고, 상기 박막이 상기 홈의 하면에 부착됨으로써 유체가 흘러갈 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 고분자 플라스틱, 유리 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막은 복수개의 층으로 이루어지는 다박막(Multilayer) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공라인은 상기 미세유체 채널의 양측에 형성되고,
    상기 진공홀도 상기 박막에 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 마이크로 플루이딕 디바이스.
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