KR102481011B1 - Lab-on-a-chip for field analysis using whole blood - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a lab-on-a-chip for in situ analysis which allows on-site diagnosis of a disorder or a disease or disease by separating plasma contained in whole blood and then contacting the plasma with a sample. To this end, the present invention comprises: an upper substrate including a filter unit which separates plasma from whole blood supplied to a blood inflow port, and a canal unit provided so that a plasma passage, through which the plasma separated through the filter unit moves, is exposed on a lower surface; a plasma inflow plate which is in close contact with a lower surface of the upper substrate to cover the plasma passage and has a plurality of inflow grooves formed on a contact surface of the plasma passage to allow the plasma flowing along the plasma passage to flow in; a lower substrate which is in close contact with a lower surface of the plasma inflow plate and has an open upper surface to form a vacuum room with an air intake space; and a blood inflow port sealing sheet which is installed in a passage communicating with the vacuum room and seals the vacuum room in a vacuum state so that suction force is generated in a direction of the vacuum room when the blood inflow port sealing sheet is detached. According to the present invention, it is possible to separate only plasma from whole blood using air pressure generated by a self-prepared vacuum room and produce a disposable biochip capable of detecting a specific disease by reacting separated plasma with a target sample.

Description

전혈을 이용하는 현장분석용 랩온어칩{LAB-ON-A-CHIP FOR FIELD ANALYSIS USING WHOLE BLOOD}Lab-on-a-chip for field analysis using whole blood {LAB-ON-A-CHIP FOR FIELD ANALYSIS USING WHOLE BLOOD}

본 발명은 외부장치의 도움없이 자체적으로 전혈로부터 분리된 혈장을 시료로 분석할 수 있는 현장분석용 랩온어칩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전혈 속에 포함된 혈장을 분리한 후 혈장을 시료와 접촉시켜 현장에서도 질환 또는 질병의 진단을 진행할 수 있는 현장분석용 랩온어칩에 관한 것이다. The present invention relates to a lab-on-a-chip for on-site analysis that can independently analyze plasma separated from whole blood as a sample without the aid of an external device, and more particularly, to separate plasma contained in whole blood and then contact the plasma with the sample. It relates to a lab-on-a-chip for on-site analysis that can diagnose diseases or diseases even in the field.

랩온어칩(lab-on-a-chip)은 실험실에서 수행되는 다양한 실험과정, 예를 들어, 시료의 분리, 정제, 혼합, 표지화(labeling), 분석, 및 세척 등을 작은 크기의 칩 상에서 구현하는 것을 의미한다. 이러한 랩온어칩의 설계에는 미세유체역학(microfluidics), 미세유체조작시스템(micro-LHS)의 관련 기술이 주로 이용된다.Lab-on-a-chip implements various laboratory procedures, such as sample separation, purification, mixing, labeling, analysis, and washing, on a small-sized chip. means to do In the design of this lab-on-a-chip, related technologies such as microfluidics and micro-LHS are mainly used.

또한, 미세유체역학 및 미세유체조작시스템을 구현하는 칩 구조물을 제작함에 있어 반도체 회로설계 기술을 이용하여 미세한 채널을 칩 내부에 형성시킨 칩이 시판 중에 있다. 예를 들어, 마이크로어레이 칩(microarray chip)은 기판 상에 검출하고자 하는 물질과 반응하는 프로브(probe), 예를 들어, 단백질 또는 DNA를 일정 간격으로 부착하고, 이와 결합하는 물질을 검출함으로써 질환 또는 질병의 진단에 이용된다. 단백질이 배열된 칩이 마이크로어레이 단백질 칩이고, DNA가 배열된 칩이 마이크로 DNA칩이다.In addition, in manufacturing a chip structure implementing microfluidic mechanics and a microfluidic manipulation system, a chip in which fine channels are formed inside the chip using semiconductor circuit design technology is on the market. For example, a microarray chip attaches a probe that reacts with a substance to be detected on a substrate at regular intervals, for example, a protein or DNA, and detects a substance that binds to the disease or disease. used for diagnosis of disease. A chip on which proteins are arranged is a microarray protein chip, and a chip on which DNA is arranged is a micro DNA chip.

혈액 중에 존재하는 분석대상 물질, 예를 들어, 단백질 또는 항체 등은 매우 적은 양으로 존재하므로, 기판 상에 배열(array)되는 프로브의 집적도를 높여 검출 효율을 높이고자 하는 시도가 계속하여 이루어지고 있다. 그 결과 최근에는 나노 수준까지 집적도를 높인 나노어레이 칩이 보고된 바 있다.Since analyte substances present in blood, such as proteins or antibodies, exist in very small amounts, attempts to increase detection efficiency by increasing the degree of integration of probes arrayed on a substrate have been continuously made. . As a result, a nanoarray chip with increased integration to the nano level has recently been reported.

일반적으로 유체시료의 분석은, 화학 및 생명공학 분야는 물론, 임상에서 환자로부터 채취한 혈액과 체액의 분석 및 이를 통한 질병의 진단에 주로 이용된다. 이와 같이, 혈액이나 체액 또는 소변 등의 유체시료로부터 이에 함유된 미량의 분석대상물질을 검출 및 분석하는 것은, 유체시료를 칩 내부에 형성된 관 구조의 채널을 통해 이동시키면서 칩에 미리 고정화시킨 항원 또는 항체 등의 단백질, DNA/RNA, 리셉터(receptor) 또는 다른 물질과의 반응 여부를 형광물질 등의 광학적 수단 또는 전기적 수단을 이용하는 검출신호를 통해 분석하는 것을 포함한다. In general, analysis of fluid samples is mainly used in the field of chemistry and biotechnology, as well as analysis of blood and body fluids collected from patients in clinical practice and diagnosis of diseases through this analysis. In this way, detecting and analyzing a small amount of an analyte contained in a fluid sample such as blood, body fluid, or urine is an antigen or It includes analyzing the reaction with proteins such as antibodies, DNA/RNA, receptors, or other substances through detection signals using optical means such as fluorescent materials or electrical means.

유체시료의 분석에 있어서, 극소량의 시료를 분석하는 것은 랩온어칩(lab-on-a-chip)을 비롯한 바이오칩(biochip)에 있어 매우 중요하다. 통상, 유체시료의 분석을 위한 랩온어칩은 유체시료를 칩에 제공하기 위한 시료주입부와, 유체 내의 분석대상물질을 제외한 노이즈 물질의 제거를 위해 종이필터 등을 사용하는 필터링부와, 분석대상물질과 검출신호발생물질, 예컨대 형광물질(fluorescent material)과 결합 및 검출신호물질과 결합된 분석대상물질과 기판에 고정화된 물질로서 분석대상물질과 특이적으로 결합하는 물질과의 반응이 수행되는 반응부, 및 혈액이나 소변 또는 체액 중에 존재하는 단백질 등 분석대상물질을 칩을 사용하여 검출 신호를 분석하는 검출부로 구성된다.In the analysis of a fluid sample, analyzing a very small amount of a sample is very important for a biochip including a lab-on-a-chip. In general, a lab-on-a-chip for analyzing a fluid sample includes a sample injection unit for providing a fluid sample to the chip, a filtering unit using a paper filter, etc. to remove noise substances other than analyte substances in the fluid, and A reaction in which a substance binds to a detection signal generating substance, such as a fluorescent material, and a reaction between an analyte bound to the detection signal substance and a substance immobilized on a substrate that specifically binds to the analyte. and a detection unit that analyzes a detection signal of an analyte such as a protein present in blood, urine, or body fluid using a chip.

한편, 전혈(whole blood)은 혈장(46 ~ 63%), 적혈구(직경: 7~8 ㎛, 두께: 2 ㎛, 혈액의 50%), 백혈구(직경: 10~20 ㎛) 및 혈소판(직경: 1~3 ㎛)을 포함하는 혈구세포(37 ~ 54%)로 구성된다. 혈액 내에는 혈장 및 혈구성분 외에 질환 또는 질병의 진단에 이용될 수 있는 다양한 종류의 분석대상물질로 단백질, 항원 또는 항체, 리간드(ligand), 리셉터(receptor) 등이 존재한다. On the other hand, whole blood contains plasma (46-63%), red blood cells (diameter: 7-8 μm, thickness: 2 μm, 50% of blood), white blood cells (diameter: 10-20 μm) and platelets (diameter: 2 μm). It is composed of hemocytes (37-54%) containing 1-3 μm). In blood, in addition to plasma and blood cell components, proteins, antigens or antibodies, ligands, receptors, etc. exist as various types of analyte substances that can be used for diagnosis of diseases or diseases.

따라서, 전혈로부터 질환 또는 질병과 관련된 분석대상물질 등을 검출하기 위한 다양한 방법 및 장치가 개발되어 왔다.Accordingly, various methods and devices for detecting a disease or an analyte related to a disease from whole blood have been developed.

최근 랩온어칩을 혈액분석에 이용하여 임상에서 채혈한 말단혈액으로부터 신속하게 다양한 정보를 얻고자 하는 연구가 이루어졌으며, 그 결과 래피드칩(rapid-chip) 또는 래피드-키트(rapid-kit)가 개발되었다. Recently, research has been conducted to quickly obtain various information from terminal blood collected clinically by using lab-on-a-chip for blood analysis, and as a result, rapid-chip or rapid-kit has been developed. It became.

그러나, 종래기술에 따른 혈액분석용(래피드) 칩은 실질적으로 필터링 단계를 필수적으로 포함한다. 이러한 필터링 특히, 종이필터를 사용한 필터링은 유체시료가 필터에 흡수됨에 의한 유체시료의 용적손실(dead volume)을 초래한다. 그 결과, 시료 중 존재하는 분석대상물질의 검출 및 분석을 위해서는 최소 시료주입량(혈액의 경우 100 ㎕ 이상)이 요구되며, 이는 극소량의 유체시료 중에 존재하는 분석대상물질의 검출 및 분석을 불가능하게 한다. 이에 따라, 종이 필터를 대체하기 위한 미세유체역학에 대한 연구가 계속되고 있으나, 현재까지 분리 효율의 한계로 인해 유체시료의 손실(dead volume)은 크게 줄고 있지 않는 실정이다.However, the blood analysis (rapid) chip according to the prior art essentially includes a filtering step. Such filtering, in particular, filtering using a paper filter causes a dead volume of the fluid sample due to absorption of the fluid sample by the filter. As a result, a minimum sample injection amount (100 μl or more in the case of blood) is required to detect and analyze the analyte present in the sample, which makes it impossible to detect and analyze the analyte present in a very small amount of fluid sample. . Accordingly, research on microfluidics to replace paper filters continues, but until now, the dead volume of fluid samples has not been significantly reduced due to limitations in separation efficiency.

대한민국 등록특허 제10-2114446호(2020.05.21 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2114446 (2020.05.21 announcement) 대한민국 등록특허 제10-0912530호(2009.08.18 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0912530 (2009.08.18 announcement) 대한민국 등록특허 제10-2244375호(2021.04.27 공고)Republic of Korea Patent No. 10-2244375 (2021.04.27 announcement) 대한민국 등록특허 제10-0843339호(2008.07.03 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0843339 (Announced on July 3, 2008) 대한민국 등록특허 제10-0860075호(2008.09.24 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0860075 (Announced on September 24, 2008)

따라서, 본 발명의 목적은 외부장치의 도움 없이도 자체적으로 전혈로부터 혈장을 분리할 수 있으며, 전혈로부터 분리된 혈장을 자연스럽게 시료와 반응시켜 타겟 질환 또는 질병의 진단의 근거를 확보할 수 있는 현장분석용 랩온어칩을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is for on-site analysis that can separate plasma from whole blood on its own without the help of an external device, and can naturally react the plasma separated from whole blood with a sample to secure the basis for diagnosing a target disease or disease. It is providing lab-on-a-chip.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 혈액유입구로 공급된 전혈로부터 혈장을 분리하는 필터부, 및 상기 필터부를 통해 분리된 혈장이 이동하는 혈장통로가 하면에 노출되도록 구비된 커낼부가 포함된 상부기판과, 상기 혈장통로를 커버하도록 상기 상부기판의 하면에 밀착되며, 상기 혈장통로를 따라 흐르는 혈장이 유입되도록 혈장통로의 접촉면에 복수개의 유입홈이 형성된 혈장유입판과, 상기 혈장유입판의 하면에 밀착되며, 상면이 개방되어 공기의 흡입공간을 갖는 진공룸이 형성된 하부기판, 및 상기 진공룸과 연통된 통로에 설치되어 탈착 시 진공룸 방향으로 흡입력이 발생되도록 진공 상태의 진공룸을 밀봉시키는 혈액유입구 밀봉시트를 포함하는 현장분석용 랩온어칩을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, in one embodiment of the present invention, a filter unit for separating plasma from whole blood supplied to the blood inlet port, and a plasma passage through which the separated plasma moves through the filter unit are exposed on the lower surface. An upper substrate including a canal portion provided therein, and a plasma inlet plate adhered to the lower surface of the upper substrate to cover the plasma passage and having a plurality of inlet grooves formed on the contact surface of the plasma passage so that plasma flowing along the plasma passage is introduced; , a lower substrate in close contact with the lower surface of the plasma inlet plate and having an open upper surface to form a vacuum room having an air suction space, and a vacuum installed in a passage communicating with the vacuum room so that a suction force is generated in the direction of the vacuum room during detachment. Provided is a lab-on-a-chip for on-site analysis including a blood inlet sealing sheet for sealing a vacuum room in the present state.

본 발명에 의하면, 자체적으로 마련된 진공룸에 의해 발생된 공기압을 이용해 전혈로부터 혈장만을 분리할 수 있으며, 분리된 혈장을 타겟 시료와 반응시켜 특정 질병을 검출하는 일회용 바이오칩을 제작할 수 있다.According to the present invention, only plasma can be separated from whole blood using air pressure generated by a self-prepared vacuum room, and a disposable biochip that detects a specific disease can be manufactured by reacting the separated plasma with a target sample.

또한, 본 발명은 사출공정을 통해 제작할 수 있으므로 가격이 저렴하고 대량 제작이 가능하고, 질병에 대한 실험실 테스트를 소규모 클리닉, 현장 또는 가정환경에서 시행할 수 있다. In addition, since the present invention can be manufactured through an injection process, the price is low and mass production is possible, and laboratory tests for diseases can be performed in a small clinic, field or home environment.

아울러, 본 발명은 혈장이 분리되는 전혈을 메인통로로 이동시키고, 전혈로부터 분리된 혈장을 메인통로에 이웃한 혈장커낼로 이동시키며, 메인통로와 혈장커낼의 사이에 형성된 복수개의 혈장유입채널을 통해 메인통로의 경로를 따라 이동하는 전혈로부터 혈장을 혈장커낼로 이동시킬 수 있으므로, 특정 구간에서 혈구의 축적으로 인한 폐쇄현상 없이 혈장을 전혈로부터 분리할 수 있다.In addition, the present invention moves whole blood from which plasma is separated into the main passage, moves the plasma separated from the whole blood to the plasma canal adjacent to the main passage, and through a plurality of plasma inlet channels formed between the main passage and the plasma canal. Plasma can be moved from whole blood moving along the path of the main passage to the plasma canal, so that plasma can be separated from whole blood without obstruction due to accumulation of blood cells in a specific section.

더욱이, 본 발명은 전혈로부터 분리된 혈장에 적혈구 등이 최소로 포함되기 때문에 헤모글로빈에 의해 반응이 늦춰지는 등의 문제를 예방할 수 있으며, 고가의 시약을 적게 사용할 수 있다. Moreover, since plasma separated from whole blood contains a minimum amount of red blood cells, the present invention can prevent problems such as slowing down the reaction due to hemoglobin, and can use fewer expensive reagents.

도 1은 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩을 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상부기판을 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 상부기판에서 혈액커낼과 혈장커낼 사이에 구비된 혈장유입채널을 설명하기 위한 부분확대 평면도이다.
도 6은 본 발명의 혈장통로에 접촉된 혈장유입판의 유입홈을 설명하기 위한 부분확대 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩을 나타내는 단면도이다.
1 is a perspective view illustrating a lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention.
2 is an exploded perspective view illustrating a lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention.
3 is a plan view showing an upper substrate according to the present invention.
4 and 5 are partially enlarged plan views for explaining the plasma inflow channel provided between the blood canal and the plasma canal in the upper substrate according to the present invention.
6 is a partially enlarged plan view for explaining the inlet groove of the plasma inlet plate in contact with the plasma passage of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a lab-on-a-chip for in situ analysis according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 전혈을 이용하는 현장분석용 랩온어칩(이하, '현장분석용 랩온어칩'이라 약칭함)을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a lab-on-a-chip (hereinafter, abbreviated as 'lab-on-a-chip for in situ analysis') using whole blood according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현장분석용 랩온어칩을 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현장분석용 랩온어칩을 설명하기 위한 분해사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a lab-on-a-chip for in situ analysis according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a lab-on-a-chip for in situ analysis according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 혈액유입구(113)로 공급된 전혈로부터 혈장을 분리하는 필터부(110) 및 상기 혈장을 이동시키는 혈장통로(122)가 구비된 커낼부(120)가 포함된 상부기판(100)과, 상기 상부기판(100)의 하면에 구비되어 수평방향으로 혈장통로(122)를 따라 흐르는 혈장을 일부씩 아래 방향으로 유입시키는 복수개의 유입홈(210)이 형성된 혈장유입판(200)과, 상기 혈장유입판(200)의 하면에 구비되어 밀봉된 상태가 해제될 때 외부로부터 공기를 흡입하는 진공룸(310)이 형성된 하부기판(300), 및 상기 진공룸(310)과 연통된 통로에 설치되어 진공룸(310)을 진공 상태로 밀봉시키는 혈액유입구 밀봉시트(400)를 포함한다. 이때, 타겟 시약은 유입홈(210)에 구비되거나, 혈액유입구(113)에 전혈과 함께 주입될 수 있다.1 and 2, the lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention includes a filter unit 110 that separates plasma from whole blood supplied to the blood inlet 113 and a plasma passage 122 that moves the plasma. An upper substrate 100 including a canal portion 120 having a canal portion 120 provided on the lower surface of the upper substrate 100 and a plurality of blood plasma flowing in the horizontal direction along the plasma passage 122 are partially introduced downward. Plasma inlet plate 200 with two inlet grooves 210 and a lower substrate provided with a vacuum room 310 provided on the lower surface of the plasma inlet plate 200 to suck in air from the outside when the sealed state is released 300, and a blood inlet sealing sheet 400 installed in a passage communicating with the vacuum room 310 to seal the vacuum room 310 in a vacuum state. At this time, the target reagent may be provided in the inlet groove 210 or injected into the blood inlet 113 together with whole blood.

한편, 도 2에 도시된 상부기판(100)은 하단의 특징을 명확히 드러낼 수 있도록 상면이 노출된 혈장유입판(200) 및 하부기판(300)과 다르게 하면이 노출되는 구도가 적용되었다. On the other hand, the upper substrate 100 shown in FIG. 2 has a composition in which the lower surface is exposed, unlike the plasma inlet plate 200 and the lower substrate 300, in which the upper surface is exposed, so that the characteristics of the lower surface can be clearly revealed.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each component will be described in more detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 상부기판을 나타내는 평면도이다. 3 is a plan view showing an upper substrate according to the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 상부기판(100)을 포함한다. Referring to FIGS. 1 to 3 , the lab-on-a-chip for in situ analysis according to the present invention includes an upper substrate 100 .

상기 상부기판(100)은 외부로부터 공급된 전혈을 이동시키면서 전혈에 포함된 혈장을 전혈로부터 분리하는 것으로, 혈액유입구(113)로 공급된 전혈로부터 혈장을 분리하는 필터부(110), 및 상기 필터부(110)를 통해 분리된 혈장이 이동하는 혈장통로(122)가 하면에 노출되도록 구비된 커낼부(120)가 포함된다.The upper substrate 100 separates plasma included in the whole blood from the whole blood while moving the whole blood supplied from the outside, and a filter unit 110 for separating plasma from the whole blood supplied to the blood inlet 113, and the filter The canal part 120 is included so that the plasma passage 122 through which the plasma separated through the part 110 moves is exposed on the lower surface.

상기 필터부(110)는 내부에 혈액이 흐를 수 있는 혈액커낼(112)이 형성된 제1 몸체(111)와, 외부로부터 유입된 혈액을 혈액커낼(112)로 공급하는 혈액유입구(113)와, 상기 혈액커낼(112)을 따라 제1 몸체(111)에 형성된 혈장커낼(114,115), 및 혈구는 통과하지 못하고 혈장은 통과하도록 제1 몸체(111)에서 혈액커낼(112)과 혈장커낼(114,115)의 사이에 다수개가 설치된 혈장유입채널(116)을 포함한다. 필요에 따라, 본 발명에 따른 필터부(110)는 상기 혈장커낼(114,115)의 후단에 연통되어 혈장커낼(114,115)을 통과한 혈장이 수용되는 혈장수용구를 더 포함할 수 있다.The filter unit 110 includes a first body 111 having a blood canal 112 through which blood can flow, a blood inlet 113 for supplying blood introduced from the outside to the blood canal 112, The plasma canal 114 and 115 formed in the first body 111 along the blood canal 112, and the blood canal 112 and the plasma canal 114 and 115 in the first body 111 so that blood cells do not pass but blood plasma passes It includes a plurality of plasma inlet channels 116 installed between them. If necessary, the filter unit 110 according to the present invention may further include a plasma receiving port communicating with the rear end of the plasma canal 114 or 115 and accommodating plasma passing through the plasma canal 114 or 115 .

본 발명에 따른 필터부(110)를 구성하는 제1 몸체(111)는 혈액커낼(112), 혈장커낼(114,115), 혈장유입채널(116), 혈장수용구가 형성될 공간을 제공한다. 이러한 제1 몸체(111)는 혈액커낼(112), 혈장커낼(114,115), 혈장유입채널(116), 혈장수용구 이외 공간은 밀폐된 공간으로 형성될 수 있다.The first body 111 constituting the filter unit 110 according to the present invention provides a space in which the blood canal 112, the plasma canal 114 and 115, the plasma inflow channel 116, and the plasma receptor are formed. In the first body 111, spaces other than the blood canal 112, the plasma canal 114 and 115, the plasma inflow channel 116, and the plasma receptor may be formed as a closed space.

상기 혈액커낼(112)은 제1 몸체(111) 상에서 최대한 긴 길이를 갖도록 'ㄹ'자 또는 'S'자 형태의 지그재그 구조로 형성될 수 있다. The blood canal 112 may be formed in a zigzag structure in the shape of 'D' or 'S' so as to have the longest length on the first body 111.

이러한 혈액커낼(112)은 도 3과 같이 혈장유입채널(116)이 연결되지 않은 전단부와, 혈장유입채널(116)이 연결된 후단부로 구성될 수 있으며, 혈장유입채널(116)로부터 흡입력이 제공되기 전에 혈액이 전단부를 통과하지 못하도록 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the blood canal 112 may be composed of a front end to which the plasma inflow channel 116 is not connected and a rear end to which the plasma inflow channel 116 is connected, and suction power is provided from the plasma inflow channel 116. It may be formed to have a long length so that blood does not pass through the front end before becoming.

구체적으로, 혈액커낼(112)의 전단부는 길이 방향을 따라 수평하게 100개 내지 140개의 라인을 포함하며, 혈액커낼(112)의 후단부는 길이 방향을 따라 수평하게 100개 내지 140개의 라인을 포함한다. Specifically, the front end of the blood canal 112 includes 100 to 140 lines horizontally along the longitudinal direction, and the rear end of the blood canal 112 includes 100 to 140 lines horizontally along the longitudinal direction. .

특정 양태로서, 본 발명에 따른 혈액커낼(112)은 제1 몸체(111)의 외부로 노출되도록 제1 몸체(111)의 하단에 반구형 등으로 파여져 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)의 외부로 노출되지 않도록 제1 몸체(111)의 내부에 관형으로 형성될 수도 있다. 이때, 혈액커낼(112)은 제1 몸체(111)의 하단에 반구형 등으로 파여져 형성되더라도 혈장유입판(200)에 의해 외부로부터 격리되기 때문에 혈액유입구(113)에 연통되어 혈액유입구(113)로부터 유입된 전혈을 길이 방향을 따라 이동시킬 수 있게 된다.As a specific aspect, the blood canal 112 according to the present invention may be formed by being dug in a hemispherical shape at the lower end of the first body 111 to be exposed to the outside of the first body 111. It may be formed in a tubular shape inside the first body 111 so as not to be exposed to the outside. At this time, the blood canal 112 is isolated from the outside by the plasma inlet plate 200 even though it is formed by being dug into a hemispherical shape at the lower end of the first body 111, so it communicates with the blood inlet 113 from the blood inlet 113. The introduced whole blood can be moved along the longitudinal direction.

구체적으로, 제1 몸체(111)는 너비가 20 내지 40㎜로 형성되고, 두께가 1,000㎛ 내지 1,400㎛로 형성되며, 길이가 30 내지 80㎜로 형성될 수 있다. Specifically, the first body 111 may have a width of 20 to 40 mm, a thickness of 1,000 μm to 1,400 μm, and a length of 30 to 80 mm.

또한, 혈액커낼(112)은 혈액이 원활히 이동할 수 있도록 너비가 30 내지 60㎛의 범위로 형성되고, 깊이가 10 내지 20㎛의 범위로 형성될 수 있다. 이는, 적혈구의 크기가 일반적으로 7 내지 8㎛ 이기 때문이다. 여기서, 깊이는 제1 몸체(111)의 두께 방향에 대한 길이를 의미한다. In addition, the blood canal 112 may have a width of 30 to 60 μm and a depth of 10 to 20 μm so that blood can flow smoothly. This is because the size of red blood cells is generally 7 to 8 μm. Here, the depth means the length of the first body 111 in the thickness direction.

한편, 제1 몸체(111)는 플라스틱 폴리머, 실리콘, 유리 또는 고무 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 일회용 바이오칩에 활용할 수 있도록 가격이 저렴한 플라스틱 폴리머로 형성되는 것이 좋다. Meanwhile, the first body 111 may be formed of any one of plastic polymer, silicon, glass, or rubber, and is preferably formed of a cheap plastic polymer so that it can be used in a disposable biochip.

상기 플라스틱 폴리머로는 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer), 폴리디메틸 실로세인(poly-dimethyl siloxane), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아미드(polyamide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 불소화 에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene), 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.The plastic polymer includes cycloolefin copolymer, poly-dimethyl siloxane, polymethylmethacrylate, polycarbonate, polyamide, polyethylene , polypropylene, polyphenylene ether, polystyrene, polyoxymethylene, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, polyvinylchloride ), polyvinylidene fluoride, polybutyleneterephthalate, fluorinated ethylenepropylene, and perfluoralkoxyalkane. Any one selected from the group consisting of may be used.

본 발명에 따른 필터부(110)를 구성하는 혈액유입구(113)는 혈액커낼(112)의 선단에 구비되는 것으로, 혈액커낼(112)과 연통된다. 이러한 혈액유입구(113)는 외부로부터 유입된 전혈을 수용한 후 혈액커낼(112)로 공급하는 기능을 제공하며, 내경이 250㎛ 내지 3.000㎛의 범위로 형성될 수 있다.The blood inlet 113 constituting the filter unit 110 according to the present invention is provided at the front end of the blood canal 112 and communicates with the blood canal 112 . The blood inlet 113 provides a function of receiving whole blood introduced from the outside and then supplying it to the blood canal 112, and may have an inner diameter in the range of 250 μm to 3.000 μm.

상기 혈액유입구(113)는 제1 몸체(111)에 함몰홈의 형태로 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)에 관통홀의 형태로 형성될 수도 있다. 예컨대, 혈액커낼(112)이 제1 몸체(111)의 내부에 형성되면 혈액유입구(113)는 함몰홈의 형태로 형성되고, 혈액커낼(112)이 제1 몸체(111)의 외부에 노출되도록 형성되면 혈액유입구(113)는 관통홀의 형태로 형성된다. The blood inlet 113 may be formed in the form of a recessed groove in the first body 111 or may be formed in the form of a through hole in the first body 111 . For example, when the blood canal 112 is formed inside the first body 111, the blood inlet 113 is formed in the form of a recessed groove so that the blood canal 112 is exposed to the outside of the first body 111. When formed, the blood inlet 113 is formed in the form of a through hole.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 혈액유입구(113)는 상단에서 하단으로 진행될수록 단면적이 점차 축소된 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 이는, 혈액의 공급 난이도를 낮춰주고 외부로부터 공급된 혈액이 혈액유입구(113)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다. As a specific aspect, the blood inlet 113 according to the present invention may be formed to have a structure in which the cross-sectional area is gradually reduced as it progresses from the top to the bottom. This is to reduce the difficulty of supplying blood and to prevent the blood supplied from the outside from being separated from the blood inlet 113 .

본 발명에 따른 필터부(110)를 구성하는 혈장커낼(114,115)은 혈액커낼(112)을 따라 배치되어 전혈로부터 분리된 혈장의 이동경로를 제공하는 것으로, 혈액커낼(112)로부터 이격되도록 제1 몸체(111)에 형성된다. The plasma canal 114 and 115 constituting the filter unit 110 according to the present invention are disposed along the blood canal 112 to provide a movement path for the plasma separated from the whole blood, and the first one is spaced apart from the blood canal 112. It is formed on the body 111.

상기 혈장커낼(114,115)은 혈액커낼(112)을 따라 제1 몸체(111)의 외부로 노출되도록 제1 몸체(111)의 하단에 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)의 외부로 노출되지 않도록 제1 몸체(111)의 내부에 형성될 수도 있다. The plasma canal 114 and 115 may be formed at the lower end of the first body 111 to be exposed to the outside of the first body 111 along the blood canal 112, or may not be exposed to the outside of the first body 111. It may be formed inside the first body 111 so that it does not.

구체적으로, 혈장커낼(114,115)은 혈장이 원활히 이동과 제작의 편의성을 위해 너비가 20 내지 40㎛의 범위로 형성되고, 깊이가 10 내지 20㎛의 범위로 형성될 수 있다.Specifically, the plasma canal 114 and 115 may have a width of 20 to 40 μm and a depth of 10 to 20 μm for smooth movement of blood plasma and convenience of manufacturing.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 혈장커낼(114,115)은 혈액커낼(112)을 중심으로 혈액커낼(112)의 일측에 구비된 제1 혈장커낼(114), 및 혈액커낼(112)을 중심으로 상기 일측에 대향되는 혈액커낼(112)의 타측에 구비된 제2 혈장커낼(115)로 구성될 수 있다. 이는, 혈액커낼(112)의 좌우 양측에 혈장커낼(114,115)과 연통된 혈장유입채널(116)을 구비하도록 하기 위함이다. In a specific embodiment, the plasma canal 114 and 115 according to the present invention include the first plasma canal 114 provided on one side of the blood canal 112 and the blood canal 112 as the center. It may be composed of a second plasma canal 115 provided on the other side of the blood canal 112 opposite to one side. This is to provide the plasma inflow channel 116 communicating with the plasma canal 114 and 115 on both left and right sides of the blood canal 112.

예를 들면, 제1 혈장커낼(114)은 도 3에 도시된 바와 같이 'ㄹ'자 또는 'S'자 형태의 지그재그 구조로 형성될 수 있으며, 제2 혈장커낼(115)은 도 3에 도시된 바와 같이 'ㄹ'자 또는 'S'자 형태의 지그재그 구조로 형성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the first plasma canal 114 may be formed in a zigzag structure in the shape of 'D' or 'S', and the second plasma canal 115 is shown in FIG. As described above, it may be formed in a zigzag structure in the form of 'L' or 'S'.

이러한 제1 혈장커낼(114)은 길이 방향을 따라 수평하게 100개 내지 140개의 라인을 포함하며, 제2 혈장커낼(115)은 길이 방향을 따라 수평하게 100개 내지 140개의 라인을 포함한다. 이때, 제1 혈장커낼(114)과 제2 혈장커낼(115)은 제1 몸체(111)에 동일한 숫자의 개수로 구비되는 것이 바람직하다. The first plasma canal 114 includes 100 to 140 lines horizontally along the longitudinal direction, and the second plasma canal 115 includes 100 to 140 lines horizontally along the longitudinal direction. At this time, it is preferable that the first plasma canal 114 and the second plasma canal 115 are provided in the same number in the first body 111 .

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 상부기판에서 혈액커낼과 혈장커낼 사이에 구비된 혈장유입채널을 설명하기 위한 부분확대 평면도이다. 4 and 5 are partially enlarged plan views for explaining the plasma inflow channel provided between the blood canal and the plasma canal in the upper substrate according to the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 필터부(110)를 구성하는 혈장유입채널(116)은 혈액커낼(112)의 길이 방향을 따라 혈액커낼(112)과 혈장커낼(114,115)의 사이에 다수개가 설치되는 것으로, 혈액커낼(112)을 따라 이송되는 전혈로부터 분리된 혈장을 혈장커낼(114,115)로 유입시킨다.4 and 5, the plasma inlet channel 116 constituting the filter unit 110 according to the present invention is the blood canal 112 and the plasma canal 114 and 115 along the longitudinal direction of the blood canal 112. Plasma separated from the whole blood transported along the blood canal 112 is introduced into the plasma canal 114 and 115 by installing a plurality of them in between.

상기 혈장유입채널(116)은 전혈에 포함된 혈구, 특히 적혈구가 통과할 수 없는 단면적을 갖도록 형성되어 전혈에 포함된 혈장을 통과시키고, 전혈에 포함된 혈구의 이동을 제한한다. The plasma inlet channel 116 is formed to have a cross-sectional area through which blood cells included in the whole blood, particularly red blood cells, cannot pass through, thereby allowing plasma included in the whole blood to pass through and limiting the movement of the blood cells included in the whole blood.

상기 혈장유입채널(116)은 제1 몸체(111)의 외부로 노출되도록 제1 몸체(111)의 하단에 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)의 외부로 노출되지 않도록 제1 몸체(111)의 내부에 형성될 수도 있다. The plasma inflow channel 116 may be formed at the lower end of the first body 111 so as to be exposed to the outside of the first body 111, or the first body 111 not exposed to the outside of the first body 111. ) may be formed inside.

구체적으로, 혈장유입채널(116)은 너비가 4 내지 6㎛로 형성되고, 깊이가 2내지 3㎛, 바람직하게는 사출공정으로 제작할 수 있도록 2.5㎛로 형성될 수 있다. 이는, 적혈구의 크기가 일반적으로 7 내지 8㎛ 이고, 최소 두께가 2.5㎛를 초과하기 때문이다.Specifically, the plasma inflow channel 116 may have a width of 4 to 6 μm and a depth of 2 to 3 μm, preferably 2.5 μm so as to be manufactured by an injection process. This is because the size of red blood cells is generally 7 to 8 μm and the minimum thickness exceeds 2.5 μm.

상기 혈장유입채널(116)은 원통형이나 삼각기둥형, 사각기둥형, 오각기둥형 등의 다각기둥형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The plasma inflow channel 116 may be formed in a polygonal column shape such as a cylindrical shape, a triangular columnar shape, a square columnar shape, or a pentagonal columnar shape, but is not limited thereto.

상기 혈장유입채널(116)은 제작의 편의성을 위해 설치 숫자를 극대화하기 위해 혈액커낼(112)과 혈장커낼(114,115) 사이에서 직각으로 구비될 수 있다.The plasma inflow channel 116 may be provided at right angles between the blood canal 112 and the plasma canal 114 and 115 to maximize the number of installations for convenience of manufacturing.

상기 혈장유입채널(116)은 혈액의 단일 이송로인 혈액커낼(112)의 길이 방향을 따라 연속적으로 설치되어 있으므로, 혈액커낼(112)의 선단에 설치된 혈장유입채널(116)이 혈구에 의해 폐쇄되더라도 혈액의 이송 방향을 따라 설치된 다른 혈장유입채널(116)이 존재하기 때문에 혈액에 포함된 혈장을 혈장커낼(114,115)로 이송시킬 수 있게 된다.Since the plasma inlet channel 116 is continuously installed along the longitudinal direction of the blood canal 112, which is a single blood transfer path, the plasma inlet channel 116 installed at the front end of the blood canal 112 is closed by blood cells. However, since other plasma inflow channels 116 installed along the transfer direction of the blood exist, the plasma contained in the blood can be transferred to the plasma channels 114 and 115.

상기 혈장유입채널(116)은 제1 몸체(111)의 길이 방향을 따라 혈액커낼(112)을 구성하는 수평으로 배열된 복수개의 라인 중 어느 한 라인의 양 측면에 각각 1,500 내지 3,000개가 구비될 수 있다. 1,500 to 3,000 plasma inlet channels 116 may be provided on both sides of any one line among a plurality of horizontally arranged lines constituting the blood canal 112 along the longitudinal direction of the first body 111. there is.

본 발명에 따른 필터부(110)를 구성하는 혈장수용구는 혈장커낼(114,115)의 후단에 연통되어 혈장커낼(114,115)을 통과한 혈장이 수용되는 공간으로, 일회용 바이오칩으로 생체 시료에 대한 생물학적 정보를 검출하는데 사용하는 혈장을 보관한다.The plasma receptor constituting the filter unit 110 according to the present invention communicates with the rear end of the plasma canal 114 and 115 and is a space in which plasma passing through the plasma canal 114 and 115 is accommodated, and biological information about a biological sample is stored as a disposable biochip. Store the plasma used for detection.

상기 혈장수용구는 제1 몸체(111)의 외부로 노출되도록 제1 몸체(111)의 하단에 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)의 외부로 노출되지 않도록 제1 몸체(111)의 내부에 형성될 수도 있다. The plasma receptor may be formed at the lower end of the first body 111 so as to be exposed to the outside of the first body 111, or inside the first body 111 so as not to be exposed to the outside of the first body 111. may be formed.

본 발명에 따른 필터부(110)는 혈액수용구(미도시)를 더 포함할 수 있다. The filter unit 110 according to the present invention may further include a blood receiving port (not shown).

상기 혈액수용구는 혈액커낼(112)의 후단에 연통되어 혈액커낼(112)을 통과한 혈액이 수용되는 공간으로, 혈장이 분리되어 혈구가 포함된 혈액을 보관한다.The blood receiving port communicates with the rear end of the blood canal 112 and is a space in which blood passing through the blood canal 112 is accommodated, and plasma is separated and blood containing blood cells is stored.

상기 혈액수용구는 제1 몸체(111)의 외부로 노출되도록 제1 몸체(111)의 하단에 형성될 수도 있고, 제1 몸체(111)의 외부로 노출되지 않도록 제1 몸체(111)의 내부에 형성될 수도 있다. The blood container may be formed at the lower end of the first body 111 so as to be exposed to the outside of the first body 111, or inside the first body 111 so as not to be exposed to the outside of the first body 111. may be formed.

한편, 본 발명에 따른 상부기판(100)을 구성하는 커낼부(120)는 필터부(110)의 혈장커낼(114,115) 또는 혈장수용구와 연통되는 것으로, 필터부(110)를 통해 분리된 혈장이 이동하는 혈장통로(122)가 혈장유입판(200)에 접촉되도록 제2 몸체(121)의 하면에 노출되게 구비된다.Meanwhile, the canal part 120 constituting the upper substrate 100 according to the present invention communicates with the plasma canal 114 and 115 of the filter part 110 or the plasma receiving port, and the plasma separated through the filter part 110 The moving plasma passage 122 is exposed on the lower surface of the second body 121 so as to come into contact with the plasma inlet plate 200 .

보다 구체적으로, 상기 커낼부(120)는 제1 몸체(111)로부터 연장형성된 제2 몸체(121), 및 상기 제2 몸체(121)에 구비된 혈장통로(122)를 포함하여 구성된다. More specifically, the canal portion 120 includes a second body 121 extending from the first body 111 and a blood plasma passage 122 provided in the second body 121.

상기 제2 몸체(121)는 제1 몸체(111)와 일체형으로 형성되므로, 제1 몸체(111)의 너비 및 두께와 동일한 너비 및 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제2 몸체(121)는 너비가 20 내지 40㎜로 형성되고, 두께가 500㎛ 내지 1,500㎛로 형성되며, 길이가 30 내지 80㎜로 형성될 수 있다.Since the second body 121 is integrally formed with the first body 111, it is preferable to have the same width and thickness as the first body 111. Specifically, the second body 121 may have a width of 20 to 40 mm, a thickness of 500 μm to 1,500 μm, and a length of 30 to 80 mm.

상기 혈장통로(122)는 제2 몸체(121) 상에서 최대한 긴 길이를 갖도록 'ㄹ'자 또는 'S'자 형태의 지그재그 구조로 형성될 수 있다. 이러한 혈장통로(122)는 혈장이 원활히 이동할 수 있도록 너비가 150 내지 200㎛의 범위로 형성되고, 깊이가 20 내지 30㎛의 범위로 형성될 수 있다. The blood plasma passage 122 may be formed in a zigzag structure in the shape of 'D' or 'S' so as to have a maximum length on the second body 121 . The blood plasma passage 122 may have a width of 150 to 200 μm and a depth of 20 to 30 μm so that blood plasma can move smoothly.

필요에 따라, 커낼부(120)는 잔여혈장 유입구(124)가 구비될 수 있다. 상기 잔여혈장 유입구(124)는 혈장통로(122)의 말단에 연통되도록 혈장통로(122)의 후방에 구비된 것으로, 혈장유입판(200)의 유입홈(210)으로 이동하지 못하고 혈장통로(122)의 말단으로 이송된 잔여혈장이 혈장유입판(200)으로 배출되는 통로를 제공한다. 구체적으로, 잔여혈장 유입구(124)는 혈장유입판(200)의 상면에 노출되도록 제2 몸체(121)의 후단에 함몰홈의 형태로 형성될 수 있다.If necessary, the canal part 120 may be provided with a residual plasma inlet 124. The residual plasma inlet 124 is provided at the rear of the plasma passage 122 so as to communicate with the end of the plasma passage 122, and cannot move to the inlet groove 210 of the plasma inlet plate 200 and the plasma passage 122 ) provides a passage through which residual plasma transferred to the end of the plasma inlet plate 200 is discharged. Specifically, the residual plasma inlet 124 may be formed in the shape of a recessed groove at the rear end of the second body 121 to be exposed on the upper surface of the plasma inlet plate 200 .

그리고 상부기판(100)은 접착제를 사용하지 않고도 혈장유입판(200)과 결합될 수 있도록 볼트 등의 체결수단(600)을 내삽시키는 복수개의 상단조립홀(130)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상단조립홀(130)은 도 1 및 도 2와 같이 제1 몸체(111)와 제2 몸체(121)의 테두리를 따라 형성될 수 있다.Also, the upper substrate 100 may be provided with a plurality of upper assembly holes 130 through which fastening means 600 such as bolts are inserted so that they can be combined with the plasma inlet plate 200 without using an adhesive. Specifically, the upper assembly hole 130 may be formed along the edges of the first body 111 and the second body 121 as shown in FIGS. 1 and 2 .

또한, 상부기판(100)은 후술하는 다공성 고분자 덩어리를 상부기판(100)에 고정시킬 수 있도록 볼트 등의 체결수단(600)을 내삽시키는 한 개 이상의 상단고정홀(140)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상단고정홀(140)은 도 1 및 도 2와 같이 혈장통로(122)의 주위에 구비될 수 있다.In addition, the upper substrate 100 may be provided with one or more upper fixing holes 140 through which fastening means 600 such as bolts are interpolated so that a porous polymer mass described later can be fixed to the upper substrate 100 . Specifically, the upper fixing hole 140 may be provided around the plasma passage 122 as shown in FIGS. 1 and 2 .

아울러, 상부기판(100)은 진공룸(310)을 진공 상태로 형성하기 위해 상기 진공룸(310)에 저장된 공기의 이동경로를 단축시켜 진공룸(310)의 공기를 쉽게 외부로 배출시킬 수 있도록 제1 흡기홀(150)이 구비될 수 있다. 이러한 제1 흡기홀(150)은 상부기판(100)을 상하 방향으로 관통하도록 상부기판(100)에 구비된다.In addition, the upper substrate 100 shortens the movement path of the air stored in the vacuum room 310 to form the vacuum room 310 in a vacuum state so that the air in the vacuum room 310 can be easily discharged to the outside. A first intake hole 150 may be provided. The first intake hole 150 is provided on the upper substrate 100 to pass through the upper substrate 100 in a vertical direction.

도 6은 본 발명의 혈장통로에 접촉된 혈장유입판의 유입홈을 설명하기 위한 부분확대 평면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩을 나타내는 단면도이다.6 is a partially enlarged plan view illustrating the inlet groove of the plasma inlet plate in contact with the plasma passage of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 혈장유입판(200)을 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the lab-on-a-chip for in situ analysis according to the present invention includes a plasma inlet plate 200.

상기 혈장유입판(200)은 혈장통로(122)를 커버하도록 상부기판(100)의 하면에 밀착된 것으로, 도 6 및 도 7과 같이 커낼부(120)의 혈장통로(122)를 따라 흐르는 혈장이 진공 또는 기압차에 의해 혈장통로(122)의 아랫방향으로 흡입되도록 혈장통로(122) 접촉면에 복수개의 유입홈(210)이 형성된다.The plasma inlet plate 200 is closely adhered to the lower surface of the upper substrate 100 to cover the plasma passage 122, and blood plasma flowing along the plasma passage 122 of the canal part 120 as shown in FIGS. 6 and 7 A plurality of inlet grooves 210 are formed on the contact surface of the plasma passage 122 to be sucked downward through the plasma passage 122 by this vacuum or atmospheric pressure difference.

이러한 혈장유입판(200)은 상부기판(100)의 하면에 밀착되어 혈액커낼(112), 혈장커낼(114,115), 혈장유입채널(116), 혈장수용구, 혈장통로(122)를 외부로부터 밀봉시키며, 상부기판(100)의 하부를 덮을 수 있는 면적을 갖도록 형성된다. The plasma inlet plate 200 adheres to the lower surface of the upper substrate 100 to seal the blood canal 112, the plasma canal 114 and 115, the plasma inlet channel 116, the plasma receptor, and the plasma passage 122 from the outside. and is formed to have an area capable of covering the lower portion of the upper substrate 100.

구체적으로, 혈장유입판(200)은 상부기판(100)과 동일한 너비 및 동일한 길이를 갖도록 형성되며, 두께가 2,000 내지 3,000㎛의 범위로 형성될 수 있다.Specifically, the plasma inlet plate 200 is formed to have the same width and the same length as the upper substrate 100, and may have a thickness in the range of 2,000 to 3,000 μm.

상기 혈장유입판(200)은 볼트조립법, 열간접착법, 에폭시접착법, 화학적접착법, 초음파 접착법, 플라즈마접착법 중 어느 하나를 사용하여 상부기판(100)에 부착될 수 있다.The plasma inlet plate 200 may be attached to the upper substrate 100 using any one of a bolt assembly method, a hot bonding method, an epoxy bonding method, a chemical bonding method, an ultrasonic bonding method, and a plasma bonding method.

또한, 복수개의 유입홈(210)은 도 6과 같이 혈장통로(122)와의 접촉면에 2줄 이상, 바람직하게는 2줄 내지 5줄의 라인을 형성하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 혈장통로(122)는 길이 방향을 따라 1줄의 유입홈(210)에 접촉되도록 형성될 수도 있지만, 가공의 난이도를 하향시켜 제작비용을 낮추기 위해 2줄 이상의 유입홈(210)에 접촉되도록 형성되는 것이 바람직하다. Also, as shown in FIG. 6 , the plurality of inlet grooves 210 may be configured to form two or more lines, preferably two to five lines, on a surface in contact with the blood plasma passage 122 . In other words, the plasma passage 122 may be formed to be in contact with one line of inlet grooves 210 along the length direction, but contact with two or more rows of inlet grooves 210 to lower the manufacturing cost by lowering the difficulty of processing. It is desirable that it is formed so as to be.

일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 유입홈(210)은 도 6의 좌측과 같이 혈장통로(122)와의 접촉면에 2줄 또는 3줄의 라인을 형성하도록 2줄 또는 3줄의 유입홈(210)으로 유입홈 군집체를 구성하며, 유입홈 군집체와 유입홈 군집체 사이는 소정 간격으로 이격되도록 형성된다.As one embodiment, the inlet groove 210 according to the present invention is two or three inlet grooves 210 to form two or three lines on the contact surface with the plasma passage 122 as shown on the left side of FIG. constitutes the inlet groove cluster, and the inlet groove cluster and the inlet groove cluster are formed to be spaced apart at predetermined intervals.

다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 유입홈(210)은 도 6의 우측과 같이 1줄의 라인이 일정 간격으로 형성된다. As another embodiment, in the inlet groove 210 according to the present invention, one line is formed at regular intervals as shown on the right side of FIG.

아울러, 유입홈(210)은 혈장유입판(200)의 상면에서 하면으로 진행될수록 점차 축소된 내경을 갖도록 형성될 수 있다. 이는, 동일한 내경을 갖는 구조보다 가공의 편의성을 향상시키기 위함이다.In addition, the inflow groove 210 may be formed to have an inner diameter gradually reduced as it progresses from the upper surface of the plasma inlet plate 200 to the lower surface. This is to improve the convenience of processing compared to a structure having the same inner diameter.

구체적으로, 유입홈(210)은 내경이 45㎛ 내지 55㎛의 범위로 형성되고, 깊이가 55㎛ 내지 65㎛의 범위로 형성될 수 있다.Specifically, the inlet groove 210 may have an inner diameter of 45 μm to 55 μm and a depth of 55 μm to 65 μm.

이러한 혈장유입판(200)은 기체 투과특성을 제공하는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxan, PDMS), 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리오르가노실록산 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다. 다시 말해, 혈액유입구 밀봉시트(400)가 상부기판(100)으로부터 탈착되면 상부기판(100)과 접촉된 혈장유입판(200)은 전 구간에서 상부기판(100)으로 점진적인 흡입력을 제공하므로, 혈장통로(122)를 따라 이동하는 혈장은 복수개의 유입홈(210)으로 흡입된다.The plasma inlet plate 200 may be made of at least one of polydimethylsiloxan (PDMS), polyurethane, polystyrene, and polyorganosiloxane providing gas permeability. In other words, when the blood inlet sealing sheet 400 is detached from the upper substrate 100, the plasma inlet plate 200 in contact with the upper substrate 100 provides a gradual suction force to the upper substrate 100 in the entire section, The plasma moving along the passage 122 is sucked into the plurality of inlet grooves 210 .

이와 같이 혈장유입판(200)이 기체 투과특성을 제공하는 소재로 구성되면, 혈액유입구 밀봉시트(400)와 흡기홀 밀봉시트(500)를 통해 혈액유입구(113)와 제1 흡기홀(150)이 밀봉되더라도 혈장유입판(200)의 측면을 통해 외부 공기가 흡입되는 문제가 발생될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 랩온어칩은 혈장유입판(200)의 측면에 공기가 통과하지 못하도록 공기의 흐름을 차단하는 밀봉필름(미도시)이 부착될 수 있다. 이때, 밀봉필름으로는 폴리머 필름, 양면테이프 등이 사용될 수 있다.In this way, when the plasma inlet plate 200 is made of a material providing gas permeability, the blood inlet 113 and the first intake hole 150 are formed through the blood inlet sealing sheet 400 and the intake hole sealing sheet 500. Even if it is sealed, a problem in which external air is sucked through the side surface of the plasma inlet plate 200 may occur. Accordingly, in the wrap-on-a-chip according to the present invention, a sealing film (not shown) may be attached to the side of the plasma inlet plate 200 to block air flow so that air does not pass through. At this time, a polymer film, double-sided tape, etc. may be used as the sealing film.

필요에 따라, 본 발명에 따른 랩온어칩은 밀봉필름이 혈장유입판(200)의 측면뿐만 아니라 상부기판(100) 및 하부기판(200)의 측면도 커버하도록 구비될 수 있다. If necessary, in the wrap-on-a-chip according to the present invention, a sealing film may be provided to cover not only the side surface of the plasma inlet plate 200 but also the side surfaces of the upper substrate 100 and the lower substrate 200.

또한, 혈장유입판(200)은 잔여혈장 유입구(124)에 마주보며 진공룸(310)에 연통된 잔여혈장 배출홀(220)이 구비될 수 있다. 이러한 잔여혈장 배출홀(220)은 잔여혈장 유입구(124)로부터 배출된 잔여혈장을 진공룸(310)으로 이동시키는 기능을 제공한다. In addition, the plasma inlet plate 200 may be provided with a residual plasma discharge hole 220 facing the residual plasma inlet 124 and communicating with the vacuum room 310 . The residual plasma discharge hole 220 provides a function of moving the residual plasma discharged from the residual plasma inlet 124 to the vacuum room 310 .

그리고 혈장유입판(200)은 접착제를 사용하지 않고도 상부기판(100) 및 하부기판(300)과 결합될 수 있도록 볼트 등의 체결수단(600)을 내삽시키는 복수개의 중단조립홀(230)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 중단조립홀(230)은 상면이 상단조립홀(130)과 마주보도록 형성되며, 하면이 하부기판(300)의 측판(330)과 마주보도록 형성된다. In addition, the plasma inlet plate 200 is provided with a plurality of intermediate assembly holes 230 for inserting a fastening means 600 such as a bolt so that it can be combined with the upper substrate 100 and the lower substrate 300 without using an adhesive. It can be. Specifically, the middle assembly hole 230 is formed so that its upper surface faces the upper assembly hole 130 and its lower surface faces the side plate 330 of the lower substrate 300 .

또한, 혈장유입판(200)은 다공성 고분자 덩어리를 혈장유입판(200)에 고정시킬 수 있도록 볼트 등의 체결수단(600)을 내삽시키는 한 개 이상의 중단고정홀(240)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 중단고정홀(240)은 도 1 및 도 2와 같이 유입홈(210)의 주위에 구비될 수 있다.In addition, the plasma inlet plate 200 may be provided with one or more intermediate fixing holes 240 for inserting a fastening means 600 such as a bolt so as to fix the porous polymer mass to the plasma inlet plate 200. Specifically, the middle fixing hole 240 may be provided around the inlet groove 210 as shown in FIGS. 1 and 2 .

아울러, 혈장유입판(200)은 진공룸(310)을 진공 상태로 형성하기 위해 상기 진공룸(310)에 저장된 공기의 이동경로를 단축시켜 진공룸(310)의 공기를 쉽게 외부로 배출시킬 수 있도록 제2 흡기홀(250)이 구비될 수 있다. 이러한 제2 흡기홀(250)은 혈장유입판(200)을 상하 방향으로 관통하도록 혈장유입판(200)에 구비되고, 전술한 제1 흡기홀(150)과 마주보도록 형성되며, 진공룸(310)에 연통되도록 형성된다. In addition, the plasma inlet plate 200 shortens the moving path of the air stored in the vacuum room 310 to form the vacuum room 310 in a vacuum state, so that the air in the vacuum room 310 can be easily discharged to the outside. A second intake hole 250 may be provided. The second intake hole 250 is provided on the plasma inlet plate 200 so as to penetrate the plasma inlet plate 200 in the vertical direction, and is formed to face the first intake hole 150 described above, and the vacuum room 310 ) is formed to be in communication with.

이와 같이, 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)이 구비되지 않은 경우 본 발명의 현장분석용 랩온어칩을 제작하기 위해서는 흡입펌프를 혈액유입구(113)에 연결한 후 혈액커낼(112), 혈장유입채널(116), 혈장커낼(114,115), 혈장통로(122), 혈장유입판(200)이라는 복잡하고 긴 통로를 통해서 진공룸(310)에 저장된 공기를 배출시켜야 하기 때문에 진공룸(310)을 진공 상태로 전환시키는데 상대적으로 오랜 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. As such, when the first intake hole 150 and the second intake hole 250 are not provided, in order to manufacture the lab-on-a-chip for on-site analysis of the present invention, a suction pump is connected to the blood inlet 113 and then the blood canal 112, the plasma inlet channel 116, the plasma canal 114, 115, the plasma passage 122, and the plasma inlet plate 200, because the air stored in the vacuum room 310 must be discharged through a complicated and long passage. It takes a relatively long time to convert the room 310 to a vacuum state, which may cause a decrease in productivity.

설사, 본 발명의 현장분석용 랩온어칩에 잔여혈장 유입구(124) 및 잔여혈장 배출홀(220)이 구비되더라도 혈액커낼(112), 혈장유입채널(116), 혈장커낼(114,115), 혈장통로(122), 잔여혈장 유입구(124), 및 잔여혈장 배출홀(220)을 통해서 진공룸(310)에 저장된 공기를 배출시켜야 하므로, 진공룸(310)을 진공 상태로 전환시키는데 오랜 시간이 소요된다.Even if the lab-on-a-chip for on-site analysis of the present invention is equipped with a residual plasma inlet 124 and a residual plasma outlet hole 220, the blood canal 112, plasma inlet channel 116, plasma canal 114,115, and plasma passage 122, the residual plasma inlet 124, and the residual plasma discharge hole 220, the air stored in the vacuum room 310 must be discharged, so it takes a long time to convert the vacuum room 310 to a vacuum state. .

반면, 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)이 구비된 경우에는 진공룸(310)과 외부가 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)을 통해 연결되므로, 본 발명의 현장분석용 랩온어칩을 제작하기 위해서는 흡입펌프를 제1 흡기홀(150)에 연결한 후 진공룸(310)에 저장된 공기를 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)을 통해서 배출시켜야 하기 진공룸(310)을 수초 이내에 진공 상태로 전환시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명은 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)이 구비되지 않은 경우보다 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)이 구비된 경우가 수배 이상의 생산효율을 제공할 수 있게 된다. On the other hand, when the first intake hole 150 and the second intake hole 250 are provided, the vacuum room 310 and the outside are connected through the first intake hole 150 and the second intake hole 250, In order to manufacture the lab-on-a-chip for on-site analysis of the present invention, after connecting a suction pump to the first intake hole 150, air stored in the vacuum room 310 is supplied through the first intake hole 150 and the second intake hole 250. ) It is possible to convert the vacuum room 310 to be discharged through a vacuum state within a few seconds. Accordingly, in the present invention, the case where the first intake hole 150 and the second intake hole 250 are provided is several times more than the case where the first intake hole 150 and the second intake hole 250 are not provided. efficiency can be provided.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 하부기판(300)을 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the lab-on-a-chip for in situ analysis according to the present invention includes a lower substrate 300 .

상기 하부기판(300)은 혈장유입판(200)의 하면에 밀착되는 것으로, 상면이 개방되어 공기의 흡입공간을 갖는 진공룸(310)이 형성된다.The lower substrate 300 is in close contact with the lower surface of the plasma inlet plate 200, and the upper surface is opened to form a vacuum room 310 having an air intake space.

상기 하부기판(300)은 진공룸(310)이 형성되도록 밑판(320)과 상기 밑판(320)의 테두리를 따라 수직 방향으로 형성된 측판(330)으로 구성될 수 있다. 이러한 진공룸(310)은 진공 상태를 유지하다가 대기와 연통될 때 진공룸(310) 방향으로 흡입력을 발생시키며, 순차적으로 잔여혈장 배출홀(220), 잔여혈장 유입구(124), 혈장통로(122), 혈장커낼(114,115), 혈장유입채널(116), 혈액커낼(112), 혈액유입구(113)로 흡입력을 전달한다.The lower substrate 300 may be composed of a bottom plate 320 and a side plate 330 formed in a vertical direction along an edge of the bottom plate 320 to form a vacuum room 310 . This vacuum room 310 maintains a vacuum state and generates a suction force in the direction of the vacuum room 310 when communicating with the atmosphere, and sequentially the residual plasma discharge hole 220, the residual plasma inlet 124, and the plasma passage 122 ), the plasma canal 114 and 115, the plasma inflow channel 116, the blood canal 112, and the blood inlet 113.

상기 밑판(320)은 혈장유입판(200)과 동일한 너비 및 동일한 길이를 갖도록 형성되며, 두께가 0.5㎜ 내지 3.0㎜의 범위로 형성될 수 있다.The bottom plate 320 is formed to have the same width and length as the plasma inlet plate 200, and may have a thickness ranging from 0.5 mm to 3.0 mm.

이러한 밑판(320)은 일회용 바이오칩에 활용할 수 있도록 가격이 저렴한 플라스틱 폴리머로 형성되거나, 열전도성 플라스틱으로 형성되거나, 또는 15 ~ 400 W/mK의 열전도율을 갖는 알루미늄 등의 금속으로 형성될 수 있다.The base plate 320 may be formed of inexpensive plastic polymer, thermally conductive plastic, or metal such as aluminum having a thermal conductivity of 15 to 400 W/mK so as to be used in a disposable biochip.

여기서, 열전도성 플라스틱이란 열전도성이 우수한 플라스틱을 말하는 것으로서, 일반 플라스틱에 비해 5~100배까지 열전달 속도가 증가돼 우수한 열전도성을 지닌다. 또한, 열전도성 플라스틱은 플라스틱의 성질로서 매우 정밀한 사출성형이 가능하고 우수한 내부식성 및 충분한 기계적 강도를 갖고 있는 것과 동시에 우수한 열전도성을 가지고 있다는 점에서, 일반 플라스틱의 장점을 취하고 단점을 보완하도록 플라스틱의 물성을 개량한 재료이다. 구체적으로 열전도성 플라스틱의 열전도도는 1~20W/mK 정도로서, 일반 플라스틱의 열전도도 0.25W/mK 에 비해 매우 높은 열전도성을 갖는다. 이처럼 열전도성 플라스틱은 일반 플라스틱에 비해서 열전도성이 매우 높지만 금속 재질에 비해서는 열전도성이 다소 낮은 편이다. Here, the thermally conductive plastic refers to a plastic having excellent thermal conductivity, and has excellent thermal conductivity by increasing the heat transfer rate by 5 to 100 times compared to general plastics. In addition, thermally conductive plastics are properties of plastics that enable very precise injection molding, have excellent corrosion resistance and sufficient mechanical strength, and at the same time have excellent thermal conductivity. It is a material with improved properties. Specifically, the thermal conductivity of the thermally conductive plastic is about 1 to 20W/mK, and has a very high thermal conductivity compared to the thermal conductivity of 0.25W/mK of general plastics. As such, thermally conductive plastics have very high thermal conductivity compared to general plastics, but rather low thermal conductivity compared to metal materials.

예를 들면, 열전도성 플라스틱은 30중량% 내지 70중량%의 흑연과 30중량% 내지 70중량%의 플라스틱의 혼합물로 구성될 수 있다. For example, the thermally conductive plastic may consist of a mixture of 30% to 70% graphite by weight and 30% to 70% plastic by weight.

상기 측판(330)은 밑판(320)의 선단, 후단, 좌측단, 우측단에 각각 수직 방향으로 형성되고, 높이가 1,500㎛ 내지 2,500㎛의 범위로 형성되며, 두께가 500㎛ 내지 5,000㎛의 범위로 형성될 수 있다.The side plate 330 is formed in the vertical direction at the front end, rear end, left end, and right end of the bottom plate 320, respectively, and has a height in the range of 1,500 μm to 2,500 μm, and a thickness in the range of 500 μm to 5,000 μm. can be formed as

이러한 측판(330)은 일회용 바이오칩에 활용할 수 있도록 가격이 저렴한 플라스틱 폴리머로 형성되거나, 열전도성 플라스틱으로 형성되거나, 또는 15 ~ 400 W/mK의 열전도율을 갖는 알루미늄 등의 금속으로 형성될 수 있다.Such a side plate 330 may be formed of inexpensive plastic polymer, thermally conductive plastic, or metal such as aluminum having a thermal conductivity of 15 to 400 W/mK so as to be used in a disposable biochip.

상기 플라스틱 폴리머로는 사이클로올레핀 코폴리머, 폴리디메틸 실로세인, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 에테르, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리에테르에테르케톤, 폴리테트라프로오르에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 플로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 불소화 에틸렌프로필렌, 퍼플로로알콕시알칸으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.The plastic polymers include cycloolefin copolymer, polydimethylsiloxane, polymethylmethacrylate, polycarbonate, polyamide, polyethylene, polypropylene, polyphenylene ether, polystyrene, polyoxymethylene, polyetheretherketone, polytetra Any one selected from the group consisting of propylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polybutylene terephthalate, fluorinated ethylene propylene, and perfluoroalkoxyalkane may be used.

다시 말해, 하부기판(300)은 밑판(320)과 측판(330)이 모두 15 ~ 400 W/mK의 열전도율을 갖는 금속으로 형성될 수도 있고, 밑판(320)과 측판(330)이 모두 플라스틱 폴리머나 열전도성 플라스틱으로 형성될 수도 있으며, 밑판(320)이 15 ~ 400 W/mK의 열전도율을 갖는 금속으로 형성되고 측판(330)이 플라스틱 폴리머나 열전도성 플라스틱으로 형성될 수도 있다.In other words, in the lower substrate 300, both the bottom plate 320 and the side plate 330 may be made of metal having a thermal conductivity of 15 to 400 W/mK, and both the bottom plate 320 and the side plate 330 may be made of plastic polymer. However, the base plate 320 may be formed of a metal having a thermal conductivity of 15 to 400 W/mK, and the side plate 330 may be formed of a plastic polymer or a thermally conductive plastic.

전술한 상부기판(100)과 혈장유입판(200) 및 하부기판(300)의 가공은 그 재질에 따라서 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 핫엠보싱(hot embossing), 사출성형(injection molding), NC(Numerical Control)머시닝, 레이저어블레이션(laser ablation), 전기방전, 캐스팅(casting), 광조형(stereolithography), 쾌속조형(rapid prototyping) 및 사진식각법(photolithography)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 가격이 저렴한 일회용 바이오칩에 적용하기 위해 플라스틱 폴리머로 형성할 경우, 핫엠보싱 또는 사출성형법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. Processing of the above-described upper substrate 100, plasma inlet plate 200, and lower substrate 300 may be performed in various ways depending on the material, for example, hot embossing, injection molding, or the like. ), NC (Numerical Control) machining, laser ablation, electric discharge, casting, stereolithography, rapid prototyping, and photolithography. It can be formed using one method. In particular, when forming a plastic polymer for application to an inexpensive disposable biochip, it is preferable to use a hot embossing or injection molding method.

이러한 하부기판(300)은 측판(330)이나, 상기 측판(330)의 테두리를 따라 돌출 형성된 플랜지에 복수개의 하단조립홀(340)이 구비될 수 있다. 이러한 복수개의 하단조립홀(340)은 접착제를 사용하지 않고도 상부기판(100) 및 혈장유입판(200)에 하부기판(300)을 결합시킬 수 있도록 볼트 등의 체결수단(600)이 조립되는 공간을 제공한다. 이때, 복수개의 하단조립홀(340)은 혈장유입판(200)의 중단조립홈(220)과 마주보도록 형성된다.The lower substrate 300 may be provided with a plurality of lower assembly holes 340 in the side plate 330 or a flange protruding along the edge of the side plate 330 . The plurality of lower assembly holes 340 are spaces where fastening means 600 such as bolts are assembled so that the lower substrate 300 can be coupled to the upper substrate 100 and the plasma inlet plate 200 without using an adhesive. provides At this time, the plurality of lower assembly holes 340 are formed to face the middle assembly grooves 220 of the plasma inlet plate 200.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 흡기홀 밀봉시트(500)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention may further include an intake hole sealing sheet 500 .

상기 흡기홀 밀봉시트(500)는 진공룸(310)이 진공 상태를 유지하도록 상부기판(100)의 제1 흡기홀(150)을 밀봉시키는 것으로, 도 1과 같이 제1 흡기홀(150)이 형성된 상부기판(100)의 상면에 부착된다. The intake hole sealing sheet 500 seals the first intake hole 150 of the upper substrate 100 so that the vacuum room 310 maintains a vacuum state, and as shown in FIG. 1, the first intake hole 150 is It is attached to the upper surface of the formed upper substrate 100 .

이러한 흡기홀 밀봉시트(500)는 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)을 통해 진공룸(310)을 진공 상태로 전환시킨 후 제1 흡기홀(150) 및 제2 흡기홀(250)이 사용되지 않도록 외부와 차단하는 기능을 제공한다. The intake hole sealing sheet 500 converts the vacuum room 310 into a vacuum state through the first intake hole 150 and the second intake hole 250, and then the first intake hole 150 and the second intake hole (250) provides a function to block from the outside so that it is not used.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 흡기홀 밀봉시트(500)는 공기가 통과하지 못하는 폴리머 필름 등으로 형성될 수 있다.As a specific aspect, the intake hole sealing sheet 500 according to the present invention may be formed of a polymer film or the like through which air does not pass.

여기서, 흡기홀 밀봉시트(500)를 상부기판(100)에 부착시킬 수 있는 밀봉수단으로는 접착제나 양면테이트가 예시되어 있으나, 제1 흡기홀(150)을 영구적으로 밀봉시킬 수 있는 다른 밀봉수단으로 대체될 수도 있다.Here, an adhesive or double-sided tape is exemplified as a sealing means capable of attaching the intake hole sealing sheet 500 to the upper substrate 100, but other sealing means capable of permanently sealing the first intake hole 150. may be replaced with

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 다공성 고분자 덩어리(700)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the lab-on-a-chip for in situ analysis according to the present invention may further include a porous polymer mass 700 .

상기 다공성 고분자 덩어리(700)는 하부기판(300)의 진공룸(310)에 충진되어 기체 투과특성을 제공한다. 이러한 특성에 따라 사용자에 의해 혈액유입구 밀봉시트(400)가 현장분석용 랩온어칩으로부터 제거되어 진공룸(310)의 진공 상태가 대기압 상태로 전환될 때, 진공 상태의 진공룸(310)이 대기압 상태로 너무 빠르게 전환되는 것을 지연시켜 랩온어칩을 이용한 진단행위 등을 원활하게 수행할 시간을 확보할 수 있도록 한다. The porous polymer mass 700 is filled in the vacuum room 310 of the lower substrate 300 to provide gas permeation characteristics. According to these characteristics, when the blood inlet sealing sheet 400 is removed from the lab-on-a-chip for on-site analysis by the user and the vacuum state of the vacuum room 310 is converted to the atmospheric pressure state, the vacuum room 310 in the vacuum state is at atmospheric pressure. By delaying the transition to the state too quickly, it is possible to secure time to smoothly perform diagnostic activities using lab-on-a-chip.

이러한 다공성 고분자 덩어리(700)는 전혈로부터 혈장이 분리되는 과정과, 혈장이 유입홈(210)으로 이동하는 과정이 완료되기 전까지 하부기판(300)이 흡입펌프의 역할을 계속 수행할 수 있도록 진공룸(310)의 흡입력을 조절한다.The porous polymer mass 700 is a vacuum room so that the lower substrate 300 can continue to function as a suction pump until the process of separating plasma from whole blood and the process of moving plasma to the inlet groove 210 are completed. Adjust the suction power of (310).

상기 다공성 고분자 덩어리(700)는 기체 투과특성을 제공하는 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리오르가노실록산 중 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다.The porous polymer mass 700 may be composed of at least one of polydimethylsiloxane (PDMS), polyurethane, polystyrene, and polyorganosiloxane providing gas permeability.

상기 다공성 고분자 덩어리(700)는 혈장유입판(200)의 중단고정홀(240)을 통해 조립된 볼트 등의 체결수단(600)을 내삽시키는 한 개 이상의 하단고정홀(710)이 구비될 수 있다. 이때, 하단고정홀(710)은 체결수단(600)이 원활히 조립될 수 있도록 중단고정홀(240)과 마주보도록 형성될 수 있다.The porous polymer mass 700 may be provided with one or more lower fixing holes 710 for inserting fastening means 600 such as bolts assembled through the middle fixing holes 240 of the plasma inlet plate 200. . At this time, the lower fixing hole 710 may be formed to face the middle fixing hole 240 so that the fastening means 600 can be smoothly assembled.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 혈앱유입구 밀봉시트(400)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention includes a sealing sheet 400 for a blood inlet.

상기 혈액유입구 밀봉시트(400)는 진공룸(310)과 연통된 통로에 설치된 것으로, 사용자에 의해 탈착될 때 진공룸(310) 방향으로 흡입력이 발생되도록 진공 상태의 진공룸(310)을 밀봉시킨다.The blood inlet sealing sheet 400 is installed in a passage communicating with the vacuum room 310, and seals the vacuum room 310 in a vacuum state so that a suction force is generated in the direction of the vacuum room 310 when detached by the user. .

보다 구체적으로, 혈액유입구 밀봉시트(400)가 상부기판(100)의 혈액유입구(113)를 밀봉하도록 상부기판(100)의 상면에 부착되면, 혈액유입구 밀봉시트(400)는 본 발명의 랩온어칩의 모든 내부공간을 밀봉시키게 된다.More specifically, when the blood inlet sealing sheet 400 is attached to the upper surface of the upper substrate 100 to seal the blood inlet 113 of the upper substrate 100, the blood inlet sealing sheet 400 is the wrap-on-a-word of the present invention. All internal spaces of the chip are sealed.

이러한 혈액유입구 밀봉시트(400)가 사용자에 의해 탈착되면 하부기판(300)에서 발생된 흡입력에 의해 혈액유입구(113)에 공급된 전혈의 이동이 촉진된다.When the blood inlet sealing sheet 400 is detached by the user, the movement of the whole blood supplied to the blood inlet 113 is promoted by the suction force generated from the lower substrate 300 .

특정 양태로서, 본 발명에 따른 혈액유입구 밀봉시트(400)는 공기가 통과하지 못하는 폴리머 필름 등으로 형성될 수 있으며, 접착제나 양면테이프 등을 통해 혈액유입구(113)를 밀봉하도록 도 1과 같이 혈액유입구(113)가 형성된 상부기판(100)의 상면에 부착된다. As a specific aspect, the blood inlet sealing sheet 400 according to the present invention may be formed of a polymer film that does not allow air to pass through, and the blood inlet 113 is sealed through an adhesive or double-sided tape, as shown in FIG. It is attached to the upper surface of the upper substrate 100 on which the inlet 113 is formed.

여기서, 혈액유입구 밀봉시트(400)를 상부기판(100)에 부착시킬 수 있는 밀봉수단으로는 접착제나 양면테이트가 예시되어 있으나, 혈액유입구(113)를 밀봉시킨 후 사용자에 의해 혈액유입구 밀봉시트(400)를 상부기판(100)으로부터 탈착시킬 수 있는 다른 밀봉수단으로 대체될 수도 있다.Here, an adhesive or double-sided tate is exemplified as a sealing means capable of attaching the blood inlet sealing sheet 400 to the upper substrate 100, but after sealing the blood inlet 113, the blood inlet sealing sheet ( 400) may be replaced with other sealing means capable of detaching from the upper substrate 100.

한편, 혈장유입채널(116)은 혈액커낼(112)의 길이 방향을 따라 다수개가 형성되어 있으며, 혈액유입구 밀봉시트(400)가 제거될 때 혈액커낼(112)의 후단에 연결된 혈장유입채널(116)을 통해 혈액커낼(112)로 전달된 흡입력이 혈액커낼(112)의 선단에 연결된 혈장유입채널(116)을 통해 혈액커낼(112)로 전달된 흡입력보다 강한 세기를 제공한다. Meanwhile, a plurality of plasma inlet channels 116 are formed along the longitudinal direction of the blood canal 112, and when the blood inlet sealing sheet 400 is removed, the plasma inlet channel 116 is connected to the rear end of the blood canal 112. The suction force transmitted to the blood canal 112 through ) provides stronger strength than the suction force transmitted to the blood canal 112 through the plasma inlet channel 116 connected to the front end of the blood canal 112.

이와 같이, 혈액커낼(112)로 전달된 흡입력은 혈액유입구(113)에 수용된 전혈을 혈액커낼(112)의 후단으로 이동시키고, 혈장유입채널(116)로 전달된 흡입력은 혈액커낼(112)을 따라 흐르는 전혈로부터 혈장을 분리하여 혈장커낼(114,115)로 이동시키며, 혈장커낼(114,115)로 전달된 흡입력은 혈장을 혈장커낼(114,115)의 후단으로 이동시킨다. As such, the suction force transmitted to the blood canal 112 moves the whole blood accommodated in the blood inlet 113 to the rear end of the blood canal 112, and the suction force transmitted to the plasma inlet channel 116 moves the blood canal 112 Plasma is separated from whole blood flowing along and moved to the plasma canal 114 and 115, and the suction power transmitted to the plasma canal 114 and 115 moves the plasma to the rear end of the plasma canal 114 and 115.

다시 말해, 본 발명에 따른 현장분석용 랩온어칩은 흡입펌프 등의 기구를 사용하지 않더라도 전혈로부터 혈장을 분리시킨 후, 상기 혈장을 타겟 시약과 반응시킬 수 있게 된다. In other words, the lab-on-a-chip for on-site analysis according to the present invention can separate plasma from whole blood and react the plasma with a target reagent without using a device such as a suction pump.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

100 : 상부기판 110 : 필터부
111 : 제1 몸체 112 : 혈액커낼
113 : 혈액유입구 114 : 제1 혈장커낼
115 : 제2 혈장커낼 116 : 혈장유입채널
120 : 커낼부 121 : 제2 몸체
122 : 혈장통로 124 : 잔여혈장 유입홀
130 : 상단조립홀 140 : 상단고정홀
150 : 제1 흡기홀 200 : 혈장유입판
210 : 유입홈 220 : 잔여혈장 배출홀
230 : 중단조립홀 240 : 중단고정홀
250 : 제2 흡기홀 300 : 하부기판
310 : 진공룸 320 : 밑판
330 : 측판 400 : 혈액유입구 밀봉시트
500 : 흡기홀 밀봉시트 600 : 체결수단
700 : 다공성 고분자 덩어리 710 : 하단고정홀
100: upper substrate 110: filter unit
111: first body 112: blood canal
113: blood inlet 114: first plasma canal
115: second plasma canal 116: plasma inflow channel
120: canal part 121: second body
122: plasma passage 124: residual plasma inlet hole
130: upper assembly hole 140: upper fixing hole
150: first intake hole 200: plasma inlet plate
210: inflow groove 220: residual plasma discharge hole
230: Intermediate assembly hole 240: Intermediate fixing hole
250: second intake hole 300: lower substrate
310: vacuum room 320: bottom plate
330: side plate 400: blood inlet sealing sheet
500: intake hole sealing sheet 600: fastening means
700: porous polymer mass 710: lower fixing hole

Claims (12)

혈액유입구로 공급된 전혈로부터 혈장을 분리하는 필터부, 및 상기 필터부를 통해 분리된 혈장이 이동하는 혈장통로가 하면에 노출되도록 구비된 커낼부가 포함된 상부기판;
상기 혈장통로를 커버하도록 상기 상부기판의 하면에 밀착되며, 상기 혈장통로를 따라 흐르는 혈장이 유입되도록 혈장통로의 접촉면에 복수개의 유입홈이 형성된 혈장유입판;
상기 혈장유입판의 하면에 밀착되며, 상면이 개방되어 공기의 흡입공간을 갖는 진공룸이 형성된 하부기판;
상기 진공룸과 연통된 통로에 설치되어 탈착 시 진공룸 방향으로 흡입력이 발생되도록 진공 상태의 진공룸을 밀봉시키는 혈액유입구 밀봉시트; 및
진공 상태의 진공룸이 대기압 상태로 전환되는 과정을 지연시킬 수 있도록 상기 진공룸에 충진되어 기체 투과특성을 제공하는 다공성 고분자 덩어리를 포함하는 현장분석용 랩온어칩.
an upper substrate including a filter unit for separating plasma from whole blood supplied to the blood inlet port, and a canal unit provided to expose a plasma passage through which the plasma separated through the filter unit moves on the lower surface;
a plasma inlet plate adhered to the lower surface of the upper substrate to cover the plasma passage and having a plurality of inlet grooves formed on a contact surface of the plasma passage so that plasma flowing along the plasma passage is introduced;
a lower substrate adhered to the lower surface of the plasma inlet plate and having an open upper surface to form a vacuum room having an air intake space;
a blood inlet sealing sheet installed in a passage communicating with the vacuum room to seal the vacuum room in a vacuum state so that a suction force is generated in the direction of the vacuum room when detached; and
A lab-on-a-chip for on-site analysis comprising a porous polymer mass filled in a vacuum room to provide gas permeability so as to delay the process of converting the vacuum room to atmospheric pressure.
제1 항에 있어서, 상기 필터부는
내부에 혈액이 흐를 수 있는 혈액커낼이 형성된 제1 몸체와,
상기 혈액커낼의 선단에 구비되어 외부로부터 유입된 혈액을 혈액커낼로 공급하는 혈액유입구와,
상기 혈액커낼을 따라 배치되며 혈액커낼로부터 이격되도록 몸체에 형성된 혈장커낼, 및
상기 혈액커낼의 길이 방향을 따라 혈액커낼과 혈장커낼의 사이에 다수개가 설치되고, 혈액커낼을 따라 이송되는 혈액으로부터 분리된 혈장을 혈장커낼로 유입시키며, 혈액에 포함된 혈구가 통과할 수 없는 단면적을 갖도록 형성된 혈장유입채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
The method of claim 1, wherein the filter unit
A first body in which a blood canal through which blood can flow is formed;
a blood inlet provided at the front end of the blood canal to supply blood introduced from the outside to the blood canal;
A plasma canal disposed along the blood canal and formed in the body to be spaced apart from the blood canal; and
A plurality of cells are installed between the blood canal and the plasma canal along the longitudinal direction of the blood canal, and the plasma separated from the blood transported along the blood canal flows into the plasma canal, and the cross-sectional area through which the blood cells contained in the blood cannot pass A lab-on-a-chip for in situ analysis, characterized in that it comprises a plasma inflow channel formed to have.
제2 항에 있어서, 상기 혈장커낼은
상기 혈액커낼을 중심으로 혈액커낼의 일측에 구비된 제1 혈장커낼, 및 혈액커낼을 중심으로 상기 일측에 대향되는 혈액커낼의 타측에 구비된 제2 혈장커낼로 구성된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
The method of claim 2, wherein the plasma canal
Lab for in situ analysis, characterized in that composed of a first plasma canal provided on one side of the blood canal centered on the blood canal, and a second plasma canal provided on the other side of the blood canal opposite to the one side centered on the blood canal on a chip.
제3 항에 있어서, 상기 혈액커낼 및 혈장커낼은
'ㄹ'자 또는 'S'자 형태의 지그재그 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
The method of claim 3, wherein the blood canal and plasma canal
A lab-on-a-chip for on-site analysis, characterized in that it is formed in a zigzag structure in the shape of 'L' or 'S'.
제1 항에 있어서, 상기 혈장유입판은
복수개의 유입홈이 상기 혈장통로와의 접촉면에 2줄 이상의 라인으로 형성된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
The method of claim 1, wherein the plasma inlet plate
A lab-on-a-chip for on-site analysis, characterized in that a plurality of inlet grooves are formed in two or more lines on the surface in contact with the blood plasma passage.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 하부기판은 열전도성 플라스틱이나 15 ~ 400 W/mK의 열전도율을 갖는 금속으로 형성된 밑판, 및 상기 밑판의 테두리를 따라 수직 방향으로 형성된 측판으로 구성된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
According to claim 1,
The lower substrate is a lab-on-a-chip for in situ analysis, characterized in that composed of a base plate formed of thermally conductive plastic or metal having a thermal conductivity of 15 to 400 W/mK, and a side plate formed in a vertical direction along an edge of the base plate.
제2 항에 있어서,
상기 혈액커낼은 너비가 30 내지 60㎛이고 깊이가 10 내지 20㎛이며, 상기 혈장커낼은 너비가 20 내지 40㎛이고, 깊이가 10 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
According to claim 2,
The lab-on-a-chip for in situ analysis, characterized in that the blood canal has a width of 30 to 60 μm and a depth of 10 to 20 μm, and the plasma canal has a width of 20 to 40 μm and a depth of 10 to 20 μm.
제8 항에 있어서,
상기 혈장유입채널은 너비가 4 내지 6㎛이고, 깊이가 2 내지 3㎛인 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
According to claim 8,
The plasma inflow channel has a width of 4 to 6 μm and a depth of 2 to 3 μm.
제1 항에 있어서,
진공 상태로 형성하기 위해 상기 진공룸에 저장된 공기의 이동경로를 단축시켜 진공룸의 공기를 쉽게 외부로 배출시킬 수 있도록 상부기판은 상하 방향으로 관통된 제1 흡기홀이 구비되고, 상기 혈장유입판은 상기 제1 흡기홀과 마주보도록 형성되고 상하 방향으로 관통되어 상기 진공룸에 연통된 제2 흡기홀이 구비되며,
상기 진공룸이 진공 상태를 유지하도록 상기 상부기판의 제1 흡기홀을 밀봉시키는 흡기홀 밀봉시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
According to claim 1,
The upper substrate is provided with first intake holes penetrating in the vertical direction so that the air in the vacuum room can be easily discharged to the outside by shortening the moving path of the air stored in the vacuum room to form a vacuum state, and the plasma inlet plate Is formed to face the first intake hole and is provided with a second intake hole that penetrates in the vertical direction and communicates with the vacuum room,
The lab-on-a-chip for on-site analysis further comprises an intake hole sealing sheet sealing the first intake hole of the upper substrate so that the vacuum room maintains a vacuum state.
제1 항에 있어서,
상기 커낼부는 혈장유입판의 유입홈으로 이동하지 못하고 혈장통로의 말단으로 이송된 잔여혈장이 혈장유입판으로 배출되도록 혈장통로의 말단에 연통된 잔여혈장 유입구가 구비되며,
상기 혈장유입판은 상기 잔여혈장 유입구에 마주보며 진공룸에 연통되어 잔여혈장 유입구로부터 배출된 잔여혈장을 진공룸으로 이동시키는 잔여혈장 배출홀이 구비된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
According to claim 1,
The canal part is provided with a residual plasma inlet communicating with the end of the plasma passage so that residual plasma transported to the end of the plasma passage without moving to the inlet groove of the plasma inlet plate is discharged to the plasma inlet plate,
The lab-on-a-chip for on-site analysis, characterized in that, the plasma inlet plate is provided with a residual plasma discharge hole that faces the residual plasma inlet and communicates with the vacuum room to transfer the residual plasma discharged from the residual plasma inlet to the vacuum room.
제1 항에 있어서, 상기 혈장유입판은
상기 유입홈에 타겟 시약이 구비된 것을 특징으로 하는 현장분석용 랩온어칩.
The method of claim 1, wherein the plasma inlet plate
A lab-on-a-chip for on-site analysis, characterized in that a target reagent is provided in the inlet groove.
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