KR102571156B1 - 미세 유체 농도장 생성 장치, 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치 - Google Patents

미세 유체 농도장 생성 장치, 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 베이스 필름, 상기 기판과 상기 베이스 필름 사이 공간에 형성되어 있으며, 유체가 유동되는 미세 채널, 상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되어 있는 관통 유로 및 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 따라 유동하는 유체 또는 상기 유체와 함께 유동하는 물질을 선택적으로 통과할 수 있도록 하는 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인에 의하여 상기 관통 유로의 유체와 상기 미세 채널의 유체 사이에 농도장이 형성되는, 미세 유체 농도장 생성 장치를 제공한다.
따라서 미세 채널과 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되는 멤브레인에 의해 픽셀화된 농도장 생성이 가능한 장점이 있다.

Description

미세 유체 농도장 생성 장치, 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치{Apparatus for generating a microfluidic concentration field and a method for fabricating the apparatus for generating the microfluidic concentration field, and an apparatus for fluid flow}
본 발명은 미세 농도장 생성 장치, 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 채널과 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되는 멤브레인에 의해 픽셀화된 농도장 생성이 가능한 미세 농도장 생성 장치 및 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치에 관한 것이다.
미세유체칩은 플라스틱, 유리, 또는 실리콘을 포함하는 다양한 소재로 제조된 기판 위에 유체가 흐를 수 있도록 구비된 미세채널 및 챔버 등이 구비된 칩이다. 미세채널을 통해 혈액, 체액, 시약, 배지 또는 세포배양액 등 다양한 종류의 유체가 이동할 수 있으며, 미세유체칩은 임상진단, 바이오분야, 의학 및 정밀화학 분야 등에서 널리 이용되고 있다. 미세유체 기술은 단일 칩 또는 기판 상에 적용되어 실험실에서 수행되는 전체 연구과정을 하나의 칩으로 통합하는 것을 가능하게 하였다. 랩온어칩(lab-on-a-chip)과 같은 미세유체칩은 필요한 다양한 기능을 통합하기 위해, 혼합기, 유체 분리 채널 및 밸브 등과 같은 복잡한 차원의 구성을 포함한다. 미세유체에 대한 연구는 세포 기반 연구 및 다른 응용연구의 수행에서 그 사용 빈도가 점진적으로 증가하고 있다. 미세 유체에 기반한 연구는 보다 더 적은 부피의 제제를 사용하면서 보다 더 신속하고 감도 높은 탐지 결과를 제공하므로, 통상의 연구실 수준의 분석공정에 비해 여러 가지 장점을 갖는다.
이렇듯 농도 구배는 콜로이드 수송을 포함한 자연 현상에 광범위하게 관여한다. 이를 정밀하게 관측하기 위해서는 정밀한 2차원 농도장을 생성하는 미세 유체 장치가 필요하다. 그러나 종애의 장치들은 대부분 2D 마이크로 채널 네트워크를 기반으로 하기 때문에 소스/싱크를 2D 필드의 측벽에만 배치하여, 다양한 필드를 생성할 수 있는 범용성이 부족한 문제가 있다.
대한민국등록특허 제10-1528429호
본 발명은 미세 채널과 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되는 멤브레인에 의해 픽셀화된 농도장 생성이 가능한 미세 농도장 생성 장치 및 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 베이스 필름, 상기 기판과 상기 베이스 필름 사이 공간에 형성되어 있으며, 유체가 유동되는 미세 채널, 상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되어 있는 관통 유로 및 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 따라 유동하는 유체 또는 상기 유체와 함께 유동하는 물질을 선택적으로 통과할 수 있도록 하는 멤브레인을 포함하고, 상기 멤브레인에 의하여 상기 관통 유로의 유체와 상기 미세 채널의 유체 사이에 농도장이 형성되는, 미세 유체 농도장 생성 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 형성되어 있으며, 유체가 유동되는 미세 채널 및 상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되는 관통 유로를 포함하는 미세 유체 필름을 준비하고 기판 상에 배치하는 단계 및 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 유동하는 유체를 선택적으로 통과할 수 있도록 하는 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는, 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 베이스 필름, 상기 기판과 상기 베이스 필름 사이의 공간에 의하여 한정되며, 유체가 유동되는 미세 채널, 상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되어 있는 관통 유로 및 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 따라 유동하는 유체 또는 상기 유체와 함께 유동하는 물질을 선택적으로 통과할 수 있도록 하는 멤브레인을 포함하는, 유체 유동 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치, 그 미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법 및 유체 유동 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 미세 채널과 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되는 멤브레인에 의해 픽셀화된 농도장 생성이 가능한 장점이 있다.
둘째, 픽셀화된 농도장 생성이 가능하므로 기판 전체 평면에 수많은 멤브레인을 배치해서 다양한 농도장을 형성할 수 있다.
셋째, 다양한 농도장을 형성할 수 있으므로 단일의 농도장에 비해 유동하는 유체에 관한 신속하고 다양한 분석이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치의 모식도이다.
도 2는 도 1에 따른 미세 유체 농도장 셍성 장치의 농도장 생성 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 도 1에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치의 미세 유체 필름을 제작하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 1에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치가 작동하는 모습을 나타내는 모식도 및 사진이다.
도 5는 도 1에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치의 구조를 변화시킬 때 농도장이 형성되는 각각의 모습을 나타내는 사진이다.
도 6은 도 1에 다른 미세 유체 농도장 생성 장치의 다양한 작동 모습을 나타내는 사진이다.
도 7은 도 1에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치에 포함되어 있는 미세 유체 필름에서 자가조립 분리막을 생략하고 나타낸 모식도이다.
도 8은 도 7에 따른 미세 유체 필름 제작방법을 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8에 따른 미세 유체 필름 제작방법의 마스터 몰드를 제작하기 위한 주형이 되는 기본 몰드를 제작하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 10은 도 8에 따른 미세 유체 필름 제작방법의 마스터 몰드를 제작하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 11은 도 10에 따라 제작된 마스터 몰드를 기본 몰드로부터 분리하는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 12는 도 8에 따른 미세 유체 필름 제작방법의 마스터 몰드를 이용해서 미세 유체 필름을 제작하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 13은 도 8에 따른 미세 유체 필름 제작방법의 마스터 몰드를 이용해서 미세 유체 필름을 제작하는 다른 방법을 나타내는 모식도이다.
도 14는 도 8에 따른 미세 유체 필름 제작방법으로 제작된 미세 유체 필름을 단단한 기질에 옮기는 방법을 나타내는 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)는 미세 유체 필름(1100), 컨트롤 필름(1200) 및 기판(1300)을 포함한다. 본 실시예에서는 상기 미세 유체 필름(1100), 상기 컨트롤 필름(1200) 및 상기 기판(1300)이 모두 포함되어 있는 것을 예로 들어 설명하지만, 상기 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)는 상기 미세 유체 필름(1100) 및 상기 기판(1300)만으로 형성될 수도 있다.
상기 미세 유체 필름(1100)은 상기 기판(1300) 상에 배치된다. 상기 미세 유체 필름(1100)은 베이스 필름(1110), 미세 채널(1120), 관통 유로(1130), 연결 채널(1140) 및 멤브레인(SAPM, Selfassembled particle membrane)을 포함한다. 상기 베이스 필름(1100)은 상기 미세 유체 필름(1000)의 외관(뼈대)을 구성하는 부분이다. 즉, 상기 미세 유체 필름(1000)은 상기 베이스 필름(1110) 상에 상기 미세 채널(1120), 상기 관통 유로(1130) 및 상기 연결 채널(1140)이 형성되어 있는 구조이다. 상기 베이스 필름(1110)은 수지로 형성되는 것을 예로 든다. 구체적으로는 상기 베이스 필름(1110)은 오스티머(OSTEmer) 수지로 만들어지는 것을 예로 들지만, 상기 베이스 필름(1110)의 소재는 얼마든지 변경이 가능하다.
상기 미세 채널(1120)은 유체가 유동할 수 있도록 상기 베이스 필름(1110) 상에 형성되어 있다. 구체적으로 상기 미세 채널(1120)은 상기 베이스 필름(1110)과 기판(1200) 사이에 형성된다. 상기 미세 채널(1120)은 상기 베이스 필름(1110) 상에 길이 방향으로 형성되어 있다. 상기 미세 채널(1120)은 상기 베이스 필름(1110) 상에 홈 형태로 형성되어 있는 것을 예로 든다. 그리고 상기 미세 채널(1120)은 마이크로 스케일 또는 나노 스케일의 채널인 것을 예로 들지만, 상기 미세 채널(1120)의 사이즈는 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 미세 채널(1120)은 상기 관통 유로(1130) 둘레를 따라 방사형으로 형성될 수 있다.
상기 관통 유로(1130)는 상기 베이스 필름(1110)을 관통하도록 형성되어 있다. 상기 관통 유로(1130)는 상부에 형성되는 제1관통 유로 및 제2관통 유로를 포함한다. 상기 제1관통 유로는 상기 컨트롤 필름(1200)과 연통된다. 상기 제2관통 유로는 상부가 상기 제1관통 유로의 하부와 연통되고, 제1관통 유로보다 폭이 넓게 형성되어 있다. 상기 제1관통 유로는 도 7의 관통 유로 하부 홀(1132)에 대응되고, 상기 제2관통 유로는 도 7의 관통 유로 상부 홀(1131)에 대응된다.
그리고 상기 제2관통 유로는 측면의 하부로부터 상부 방향으로 설정 길이 이격되는 부분까지 상기 미세 채널 방향으로 개구되어 있다. 그리고 본 실시예에서 상기 개구되어 있는 부분의 단면은 직사각형인 것을 예로 든다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 개구되어 있는 부분의 형상은 원형 또는 그 외 형상으로 얼마든지 변경이 가능하다. 또한 본 실시예에서 상기 제2관통 유로는 상기 관통 유로가 형성되어 있는 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 있는 복수 개의 미세 채널과 연통되어 있다. 그리고 본 실시예에서 상기 관통 유로(1130)는 복수 개가 이격되도록 형성되어 있는 것을 예로 든다.
상기 관통 유로(1130)는 상기 베이스 필름(1110)의 상부에 적층되는 컨트롤 필름(1200)과 유체가 연통되도록 하기 위해서 형성된다. 즉, 상기 관통 유로(1130)는 상기 베이스 필름(1110) 내부에서만 상기 유체가 유동하도록 하는 것이 아니라 상기 베이스 필름(1110) 외부의 컨트롤 필름(1200)으로부터 유체가 유동해 올 수 있도록 하는 통로인 것이다. 본 실시예에서 상기 관통 유로(1130)는 상기 미세 채널(1120)과 이격되어 상기 베이스 필름(1110)의 상면에서 하면까지 관통하는 홀 구조이다.
도 7를 참조하여 상기 관통 유로(130)에 관해 간략하게 다시 설명한다. 상기 관통 유로(1130) 관통 유로 하부 홀(1131) 및 관통 유로 상부 홀(1132)을 포함한다. 참고적으로 도 7에서의 상기 미세 유체 필름(1100)은 도시의 편의상 도 1에서의 미세 유체 필름을 거꾸로 뒤집어 놓은 상태이다. 또한 상기 미세 유체 필름(1100)에 형성되어 있는 각각의 픽셀화된 관통 유로(1130) 중 일부만을 나타낸다. 특히 상기 관통 유로(1130)와 연통되어 있는 미세 채널(1120) 및 연결 채널(1140) 중 일부분만을 나타낸다.
따라서 상기 관통 유로 하부 홀(1132)이 실제로는 상기 관통 유로 상부 홀(1131) 위쪽에 배치된다. 상기 관통 유로 하부 홀(1132)은 상기 관통 유로(1130) 중에서 상부로부터 아래쪽으로 설정 길이 연장되어 있는 부분이다. 상기 관통 유로 상부 홀(1131)은 상기 관통 유로 하부 홀(1132)의 하부와 연통되어 아래쪽으로 연장되는 부분이다. 이 때 본 실시예에서 상기 관통 유로 상부 홀(1131)은 상기 관통 유로 하부 홀(1132)보다 폭이 넓게 형성되어 있다. 따라서 상기 관통 유로 상부 홀(1131)과 상기 관통 유로 하부 홀(1132) 사이에는 단차가 형성된다. 그리고 본 실시예에서 상기 관통 유로 상부 홀(1131)의 상하 방향의 길이는 상기 관통 유로 하부 홀(1132)의 상하 방향의 길이 보다 길게 형성된다. 구체적으로 상기 관통 유로 상부 홀(1131)은 상기 상하 방향의 길이가 60㎛이고 상기 관통 유로 하부 홀(1132)은 상기 상하 방향의 길이가 20㎛인 것을 예로 든다.
상기 연결 채널(1140)은 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로(1130)를 연통시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 상기 연결 채널(1140)은 상기 기판(1300)의 상면으로부터 위쪽으로 설정 길이 연장되는 부분(이하 `제1영역`이라 한다.)까지 형성되어 있다. 즉, 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로(1130)는 상기 기판(1300)으로부터 설정 길이 위쪽으로 연장되어 있는 공간인 상기 제1영역을 통해서 연통되는 것이다. 그리고 상기 연결 채널(1140)의 일측은 상기 미세 채널(1120)과 연통되고, 상기 연결 채널(1140)의 타측은 상기 관통 유로(1130)와 연통되어 있다. 본 실시예에서 상기 연결 채널(1140)은 상기 베이스 필름(1110) 상의 2차원적 평면에서 상기 길이 방향과 교차하는 수평 방향으로 형성되어 있는 것을 예로 든다. 본 실시예에서 상기 연결 채널(1140)은 상기 길이 방향을 따라 복수 개가 이격되어 형성되어 있는 것을 예로 들지만 하나로만 형성될 수 도 있다. 물론 상기 연결 채널(1140)의 구조는 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로(1130)를 연통시킬 수 있는 구조라면 얼마든지 변경이 가능하다. 상기 연결 채널(1140)은 상기 베이스 필름(1110) 상에 홈 형태로 형성되어 있는 것을 예로 든다. 그리고 상기 연결채널(1140)은 상기 관통 유로(1130) 둘레를 따라 방사형으로 형성될 수 있다.
상기 멤브레인(1140)은 상기 관통 유로(1130) 및 상기 연결 채널(1140) 배치된다. 상기 멤브레인(1140)은 상기 미세 채널(1120) 및 상기 관통 유로(1130)를 따라 유동하는 유체 또는 유체와 함께 유동하는 물질(예를 들어 이온, 마이크로 또는 나노 스케일의 작은 입자 등)을 선택적으로 통과할 수 있도록 한다. 이러한 선택적 투과를 통해서 상기 관통 유로(1130)의 유체와 상기 미세 채널의 유체 사이에 농도 차이에 의한 농도장이 형성된다.
그리고 본 실시예에서 상기 미세 유체 필름(1100)에는 상기 관통 유로(1130)가 픽셀화된 구조로 복수 개가 이격되도록 형성되어 있다. 도 1에서는 상기 관통 유로(1130)가 형성되어 있는 픽셀 구조가 지그재그 형태로 배치된 것을 예로 들지만, 상기 픽셀화된 구조는 정사각형 또는 직사각형의 매트릭스 형태일 수 있다.
상기 컨트롤 필름(1200)은 상기 베이스 필름(1110)의 상부에 적층되고, 상기 관통 유로(1130)와 연통된다. 이 때 상기 미세 채널(1120)에 형성되는 농도장은, 상기 관통 유로(1130)와 연통되도록 상기 컨트롤 필름(1200)에 형성되어 있는 제어 채널(미도시)을 통해서 상기 베이스 필름(1110)으로 유입되는 유체에 의해서 제어된다. 이 때 상기 제어 채널은 상기 베이스 필름(1110)에 형성되어 있는 상기 관통 유로(1130)와 대응되는 위치에 형성된다. 본 실시예에서 상기 컨트롤 필름(1200)은 오스티머 수지로 형성되는 것을 예로 들지만 상기 컨트롤 필름(1200)의 소재는 얼마든지 변경이 가능하다.
상기 기판(1300)은 상기 미세 채널(1120), 상기 관통 유로(1130) 및 상기 연결 채널(1140)의 저면을 각각 형성하는 부분이다. 상기 기판(1300)은 평판 구조의 합성수지로 형성된다. 본 실시예에서는 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane)으로 형성되는 것을 예로 든다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 기판(1300)을 필름이나 유리 등으로 형성할 수도 있다. 그리고 본 실시예의 상기 미세 유체 농도장 생성장치(1000)는 이세 유체의 유동에 따른 농도장을 형성하도록 하기 위한 것을 예로 들지만, 상기 미세 유체 농도장 생성장치(1000)는 유체의 유동을 위한 유체 유동 장치일 수 있다.
그리고 상기 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)는 상기 미세 채널(1120)에 제1농도를 갖는 유체를 유동시키고, 상기 컨트롤 필름(1200)의 제어 채널에 제2농도를 갖는 유체를 유동시킴으로써 상하 방향의 농도장을 조절할 수도 있다. 즉, 상기 제1농도와 상기 제2농도를 다르게 해서, 상기 유체가 상기 미세 채널(1200)로부터 상기 제어 채널 방향으로, 흐르거나 상기 제어 채널로부터 상기 미세 채널(1200) 방향으로 흐르게 할 수 있다. 이렇게 함으로써 상기 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)는 3차원적인 농도장 생성을 가능하게 할 수 있다. 이에 더하여 상기 미세 유체 필름(1100)에 픽셀화된 구조로 복수 개의 관통 유로(1130) 및 멤브레인(SAPM, Selfassembled particle membrane)을 형성함으로써 상기 미세 유체 필름(1100) 전체에서 개별적인 농도장 제어가 가능할 수 있다. 이 때 각각의 픽셀화된 구조에는 각기 다른 농도를 갖는 미세 유체가 주입될 수 있고, 이러한 경우 한꺼번에 다수의 서로 다른 농도장 생성 및 제어가 가능할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2의 a는 종래 이용되어 온 2D 마이크로 채널 네트워크의 동일한 평면에 존재하는 두 개의 주요 마이크로 채널을 멤브레인으로 연결한 모습을 나타낸다. 즉, 자가조립 입자막(SAPM, Selfassembled particle membrane)을 통한 평면 내 연결은 농도장의 한쪽 측벽에서 다른 측벽으로 이어지는 전체 농도장을 생성한다. 하지만 이러한 방법은 2D 농도장의 전체 평면에서 개별적인 농도장을 구성하기에는 부족한 면이 있다. 반면에 b는 본 실시예에 따른 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)를 모식적으로 나타낸 것으로써, 픽셀화된 방식으로 동일 평면에서 복수 개의 농도장을 형성할 수 있는 것을 보여준다.
도 3은 상기 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)를 제작하는 방법을 개략적으로 나타낸다. SU-8 포토레지스트의 다층 패턴을 갖는 2개의 마스터 몰드가 포토리소그래피에 의해 실리콘 웨이퍼 상에 준비하고, 일반적인 소프트 리소그래피 공정에 의해 PDMS 복제물을 제작한다. 이 때 하나의 마스터 몰드(도 1의 미세 유체 필름(1100) 제작용 몰드)는 스루홀 필름용 3층 SU-8 패턴을 가지고 있고, 다른 하나(도 1의 컨트롤 필름(1200) 제작용 몰드)는 상단 PDMS 레이어에 대해 단층 SU-8 패턴을 가지고 있다.
PFOCTS(Perfluorooctyltrimethoxysilane) 처리된 PDMS를 유리 위에 놓은 후 진공 구동 흐름으로 PDMS 몰드에 Ostemer 수지를 로드하고 자외선(UV) 빛으로 수지를 경화한다.(a). UV 경화 필름을 물에 담그면 Ostemer 필름을 쉽게 분리할 수 있다(b). UV 경화 Ostemer로 스핀 코팅된 유리 기판 위에 필름을 올려 놓는다(c). 그런 다음, 필름은 65ㅀC 오븐에서 최종적으로 경화된다. 준비된 Ostemer 필름에 SAPM을 통합하기 위해 PDMS로 만든 저장소를 필름 위에 올려 놓는다(d). 다음으로 메인채널(도 1의 미세 채널(1120)에 대응)과 관통 구멍(도 1의 관통 유로(1130)에 대응)이 연통되는 부분에 미세입자들이 자가조립(Self-assembled)에 의하여 적층 배열되면서 형성된 자가조립 입자막(SAPM; Selfassembled particle membrane)인 멤브레인을 형성하도록 상기 저장소에 실리카 나노입자 현탁액을 채운다. 현탁액은 메인 채널로 넘치지 않으면서 관통 구멍(도 1의 관통 유로(1130)에 대응)과 얕은 틈(도 1의 연결 채널(1140)에 대응)으로 흘러 들어간다. 이것은 현탁액 내 알코올의 혼합 비율과 산소 플라즈마 처리 정도를 변경하여 모세관력과 액체 피닝 사이의 섬세한 조절로 달성할 수 있다. N2 가스가 메인 채널(도 1의 미세 채널(1120)에 대응)을 통해 흐를 때 입자가 얕은 틈(도 1의 연결 채널(1140)에 대응)에서 관통 구멍(도 1의 관통 유로(1130)에 대응)으로 집중됩니다. 입자를 조립하는 데 필요한 시간 소비를 줄이기 위해 과도한 현탁액을 제거한다.(e). 현탁액이 완전히 건조된 후 필름의 상단 표면을 물로 세척합니다. 그리고, 상위 PDMS(도 1의 컨트롤 필름(1200)에 대응)를 준비하고 필름 상에 적층시킨다.
먼저 도 1의 미세 채널(1120), 관통 유로(1130) 및 연결 채널(1140)에 대응되는 구조를 갖는 몰드를 제작한다. 제작된 몰드를 유리 기판으로부터 분리하고 도 1의 기판(1300) 상에 배치한다. 다음으로 도 1의 상기 관통 유로(1130)에 현탁액을 주입하고 상기 연결 채널(1140)에 멤브레인을 형성한다. 다음으로 컨트롤 필름(1200, Top channel)을 적층시켜서 상기 미세 유체 농도장 생성 장치(1000)를 제작한다.
도 4의 a는 자가조립 입자막 어레이를 이용하여 2D 농도장 생성을 조사하기 위해 정사각형 도메인에서 개별적으로 제어 가능한 3X3 자가조립 입자막 어레이가 있는 3D 마이크로채널을 기반으로 하는 미세유체 소스/싱크 어레이(microfluidic source/sink array, MSA) 장치를 나타낸다. 도면에서 Through-hole film은 도 1의 미세 유체 필름(1100)을 의미하고, Top PDMS는 도 1의 컨트롤 필름(1200)을 의미한다. 상기 Through-hole film에는 별도의 입구 및 출구 포트가 있는 9개의 80μm 높이 채널이 있다. 메인 채널의 사각 영역은 용질 농도의 구배에서 확산 영동 콜로이드 수송을 조사하기 위한 관심 영역이다. 이 장치를 사용하여 제어 채널에서 새로운 버퍼 또는 다양한 농도의 화학 종의 지속적으로 흐르게 하여 원하는 화학 물질 소스/싱크를 구성할 수 있다.
b는 싱크로 둘러싸인 단일 소스에 의해 생성된 방사형 농도 기울기에 대한 실험 자료이다. 본 실험에서 소스는 인산염 완충 식염수(phosphate-buffered saline, PBS)에 100μM 플루오레세인 이소티오시아네이트(FITC)를 포함하고 싱크는 FITC가 없는 1X 인산염 완충 식염수를 포함한다. FITC의 형광 강도는 소스에서 시작하여 방사형 구배를 보인다. 그래프를 참조하면 10분까지는 기울기가 급격히 증가하다가 20분 후에는 균일성을 나타낸다. 20분 후에 농도 구배에 큰 변화가 없지만 오랜 시간 동안 도메인에서 FITC 농도의 지속적인 변화가 있는데, 이는 정사각형 도메인에서 채널을 통해 입구/출구 포트로의 확산에 기인한다.
도 5는 2D 농도 필드에 대한 소스/싱크 어레이의 동적이고 픽셀화된 제어에 관한 실험 자료이다. 이는 2D 농도 필드의 능동적이고 안정적인 생성을 위한 자가조립 입자막 어레이의 높은 효율성을 조사하기 위해 콜로이드 수송에 3D-MSA를 적용한 것이다. 자가조립 입자막 어레이의 픽셀화된 작동을 위해 각 자가조립 입자막에 해당하는 제어 채널을 통해 서로 다른 솔루션을 흐르게 하여 소스 및 싱크를 능동적으로 구성한다. 즉, 소스/싱크 어레이의 픽셀화된 제어를 구성한다. 예시적으로 염화나트륨(NaCl)에서 아세트산으로 화학 종을 능동적으로 전환하는 소스의 능력을 조사한다. 먼저 1-um 카르복실화된 형광 입자를 메인 채널(도 1의 미세 채널(1120))에 로딩한 후, 브라운 운동에 의한 변위를 제외하고 입자가 정지 상태를 유지하도록 메인 채널의 입구/출구 포트를 닫는다. 그런 다음 a에 표시된 이미지와 동일한 구성으로 100mM NaCl과 물을 제어 채널(도 1의 컨트롤 필름(1200)에 형성되어 있는 채널)에 약 1분 동안 흘린다. 이 때 입자는 메인 채널의 중심 소스를 향한 즉각적인 이동과 집중을 보여준다. 메인 채널 표면 근처의 일부 입자는 확산-삼투(DO)에 의해 유도된 반대 수송을 가진다. 그러나 DO는 벽에 가까운 입자에만 상당한 영향을 미치기 때문에 대부분의 입자는 평균적으로 NaCl 소스 쪽으로 끌어당긴다. 소스와 싱크 사이의 9개의 입자가 없는 영역은 소스-싱크 쌍에 의해 비교적 날카로운 국부적 기울기가 생성되었음을 알 수 있다. NaCl 용액을 100mM 아세트산으로 변경했을 때 농축된 입자가 소스에서 멀리 이동한다. 즉, 소스의 종류에 따라 끌어당기거나 반발하여 밀어내는 차이가 나타난다.
c 내지 d는 2D 공간에서 콜로이드 전송의 다른 궤적을 발생시킬 수 있는 다양한 소스/싱크 구성을 설정하는 제어 실험이다. 촬영된 이미지의 중심을 극좌표의 극점으로 설정한다. c의 경우 중심 자가조립 입자막만 인력을 갖는 소스로 만들고 나머지는 싱크가 아닌 포스트로 만들 때 카르복실화된 형광 입자의 경로선을 추적한 것이다. 이에 따르면 b에 표시된 8개의 싱크의 경우와 달리 소스-싱크 쌍으로 만들 수 있는 국부적인 기울기가 없기 때문에 소스와 포스트 사이에 입자가 없는 영역이 없다. 유사하게, 하나의 소스와 하나의 싱크 쌍 및 하나의 소스와 두 개의 싱크 쌍인 경우에는 국부적인 기울기가 관찰될 수 있다. e는 d에 표시된 두 경우에 대한 쌍의 구성에 따른 궤적의 변화를 더 잘 정량적으로 분석하고 확인하기 위해 반경 방향 거리 240um에서 130초 동안 이동을 시작한 분산 입자의 각 변위를 측정한 실험 결과를 나타낸다.
도 6은 집중장 제어의 시공간 프로그래밍 가능성에 대한 실험 자료이다. 예를 들어 위에서 언급한 픽셀 제어의 작동 원리에 따라 싱크를 인력을 갖는 소스로 또는 그 반대로 순차적으로 교체하여 원하는 픽셀 위치로 입자를 이동하고 집중시킬 수 있다. 본 실험에 따르면 자가조립 입자막을 인력을 갖는 소스로 전환할 때마다, 모든 전환은 빨간색 화살표로 강조 표시된 입자가 없는 영역의 모양을 변화시킨다. 즉, 모양의 변화는 국부적인 기울기의 방향이 소스-싱크 쌍에 의해 섬세하게 조작되고 변형될 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 여러 반발 소스와 싱크의 대칭 구성으로 콜로이드 패턴을 생성할 수 있다.
이하에서는 도 1에 따른 미세 유치 농도장 생성 장치의 제작방법을 설명한다.
먼저 베이스 필름(1110) 상에 형성되어 있고, 유체가 유동되는 미세 채널(1120) 및 상기 미세 채널(1120)과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름(1110)을 관통하도록 형성되는 관통 유로(1130)를 포함하는 미세 유체 필름(1100)을 준비한다. 그리고 상기 미세 유체 필름(1100)을 기판(1300)상에 배치한다. 다음으로 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로(1130)가 연통되는 연결 채널(1140) 부분에 상기 미세 채널(1120) 및 상기 관통 유로(1130)를 유동하는 유체를 선택적으로 통과할 수 있도록 하는 멤브레인(SAPM)을 형성한다.
다음으로 유체가 유동할 수 있고, 상기 베이스 필름(1110)의 관통 유로(1130)와 연통되도록 형성되어 있는 제어 채널을 포함하는 컨트롤 필름을 준비한다. 그리고 상기 관통 유로(1130)와 상기 제어 채널이 연통되도록 상기 베이스 필름과 상기 컨트롤 필름을 적층한다.
이하에서는 도 7 내지 14를 참조하여 도 1의 미세 유체 필름(1100)을 제작하는 과정을 설명한다.
상기 미세 유체 필름 제작방법은 기본 몰드를 제작하는 단계(S100), 기본 몰드를 이용하여 마스터 몰드를 제작하는 단계(S200) 및 상기 마스터 몰드를 이용하여 미세 유체 필름을 제작하는 단계(S300)를 포함한다. 상기 기본 몰드를 제작하는 단계(S100)는 상기 마스터 몰드(S200)를 제작하기 위한 주형을 제작하는 과정이다. 본 실시예에서 상기 기본 몰드를 제작하는 단계(S100)에서 기본 몰드(B)는 포토리소그래피 공정을 통해 제작한다. 상기 기본 몰드(B)는 실리콘 웨이퍼 소재의 베이스 부재를 포함하되, 상기 베이스 부재에는 내부에 저장 공간을 갖는 제1베이스 홈, 상기 제1베이스 홈과 이격되도록 형성되고, 내부에 저장 공간을 갖는 제2베이스 홈 및 상기 제1베이스 홈과 상기 제2베이스 홈을 연통되도록 하는 제3베이스 홈이 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 제1베이스 홈은 아래쪽의 폭이 좁은 제1베이스 하부 홈 및 상기 제1베이스 하부 홈의 상부와 연통되어 위쪽으로 연장되어 있는 제1베이스 상부 홈을 포함한다.
이하에서 설명하겠지만, 상기 제1베이스 홈은 상기 미세 유체 필름(1100)의 관통 유로(1130)를 형성하기 위한 구조이다. 그리고 상기 제2베이스 홈은 상기 미세 유체 필름(1100)의 미세 채널(1120)을 형성하기 위한 구조이다. 그리고 상기 제3베이스 홈은 상기 미세 유체 필름(1100)의 연결 채널(1140)을 형성하기 위한 구조이다.
상기 기본 몰드를 제작하는 단계(S100)는, 먼저 실리콘 웨이퍼(W) 상에 제1포토레지스트를 도포하고, 상기 제3베이스 홈을 형성하기 위한 제1패턴이 형성되어 있는 제1마스크를 상기 제1포토레지스트 위쪽에 배치한 후 빛을 비추는 제1노광 단계를 거친다. 다음으로 상기 제1노광 단계를 거친 웨이퍼(W)를 현상액을 이용하여 에칭하는 제1에칭 단계 거친다. 본 실시예에서 상기 제1포토레지스트는 SU-8 포토레지스트인 것을 예로 든다.
다음으로 상기 제1포토레지스트를 제거한 후, 상기 웨어퍼(W) 상에 제2포토레지스트를 도포한다. 그리고 상기 제1베이스 하부 홈을 형성하기 위한 제2패턴이 형성되어 있는 제2마스크를 상기 제2포토레지스트 위쪽에 배치하고 빛을 비추는 제2노광 단계를 진행한다. 그리고 상기 제2노광 단계를 거친 웨이퍼(W)를 현상액을 이용하여 에칭하는 제2에칭 단계를 진행한다.
다음으로 제2포토레지스트를 제거한 후, 상기 웨이퍼 상에 제3포토레지스트를 도포하고, 상기 제1베이스 상부 홈을 형성하기 위한 제3패턴 및 상기 제2베이스 홈을 형성하기 위한 제4패턴이 형성되어 있는 제3마스크를 상기 제3포토레지스트 위쪽에 배치하고 빛을 비추는 제3노광 단계를 진행한다. 그리고 상기 제3노광 단계를 거친 웨이퍼(W)를 현상액을 이용하여 에칭하는 제3에칭 단계를 진행한다.
본 실시예에의 상기 웨이퍼(W)에서, 상기 제1베이스 상부 홈의 상하 방향의 길이와 상기 제2베이스 홈의 상하 방향의 길이는 동일한 것을 예로 든다. 하지만 상기 제1베이스 하부 홈의 상하 방향의 길이는 상기 제1베이스 상부 홈의 상하 방향의 길이 및 상기 제2베이스 홈의 상하 방향의 길이보다 짧게 형성된다. 구체적으로 상기 제1베이스 상부 홈의 상하 방향의 길이와 상기 제2베이스 홈의 상하 방향의 길이는 60㎛로 동일하게 형성되고, 상기 제1베이스 하부 홈의 상하 방향의 길이는 20㎛로 형성된다.
그리고 상기 제1베이스 하부 홈의 단면은 상기 제1베이스 상부 홈의 단면보다 폭이 좁게 형성된다. 따라서 상기 제1베이스 하부 홈과 상기 제1베이스 상부 홈은 단차를 형성한다. 이는 상기 기본 몰드(B)를 이용해서 상기 마스터 몰드(M)를 소프트리소그래피 공정을 통해 제작할 때, 상기 마스터 몰드(M)를 상기 기본 몰드(B)로부터 쉽게 분리할 수 있도록 돕는 역할을 한다.
상기 마스터 몰드를 제작하는 단계(S200)는, 상기 기본 몰드(B)를 주형으로 이용하여 마스터 몰드(M)를 제작한다. 본 실시예에서는 소프트리소그래피 공정을 통해 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane) 재질의 마스터 몰드(M)를 제작한다. 즉, 본 실시예에서는 상기 기본 몰드(B) 내부에 상기 액상의 폴리디메틸실록산을 주입한 후, 경화시킴으로써 상기 마스터 몰드(M)를 제작한다. 그리고 상기 마스터 몰드(M)를 제작하기 위한 폴리머의 종류는 얼마든지 변경 가능하다.
상기 마스터 몰드(M)는 상기 기본 몰드(B)와 상보적으로 결합되기 때문에 상기 제1베이스 홈에 대응되는 부분은 제1돌출부가 형성되고, 제2베이스 홈에 대응되는 부분은 제2돌출부가 형성되며, 상기 제3베이스 홈에 대응되는 부분은 홈이 형성된다. 특히 상기 제2돌출부는 상하 방향으로 폭이 모두 동일한 구조를 가지지만, 상기 제1돌출부는 상기 제1베이스 하부 홈에 대응되는 부분은 폭이 좁고, 상기 제1베이스 상부 홈에 대응되는 부분은 폭이 넓게 형성된다.
본 실시예에서 상기 마스터 몰드(M)는 상기 기본 몰드(B) 보다 높은 강성을 갖는 재질로 형성된다. 따라서 상기 마스터 몰드(M)는 상기 기본 몰드(B)와 달리 반복적인 사용이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 미세 유체 밀름 제작방법은 실리콘 웨이퍼(W)를 이용해서 상기 기본 몰드(B)를 제작하는 방식으로 직접 상기 미세 유체 필름을 제작할 경우보다 비용을 절감할 수 있고, 대량 생산도 가능한 장점이 있다.
상기 미세 유체 필름을 제작하는 단계(S300)는 상기 마스터 몰드(M)를 주형으로 이용하여 상기 미세 채널(120) 및 상기 관통 유로(130)를 포함하는 미세 유체 필름(100)을 제작하는 과정이다. 먼저 상기 마스터 몰드(M)의 표면을 PFOCTS(Perfluorooctyltrimethoxysilane)로 표면 처리한다. 다음으로 상기 마스터 몰드(M)와 함께 상기 미세 유체 필름(100)을 제작하기 위한 주형을 형성하는 유리 기판을 준비한다. 이 때 상기 마스터 몰드(M)가 상기 유리 기판 상에 잘 접합되도록 하며, 물에 용해가능한 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol, PVA)이 스핀 코팅된다.
다음으로 상기 마스터 몰드(M)의 돌출된 하부가 폴리비닐 알콜로 코팅된 유리 기판과 마주보도록 유리 기판 위에 접합시킨다. 다음으로 상기 마스터 몰드(M)와 상기 유리 기판 사이로 오스티머(OSTEmer) 수지를 로딩시킨다. 이후, 오스티머(OSTEmer) 수지를 자외선(ultra violet light, UV 312nm)으로 경화(curing)한다. 이때, 자외선에 의한 경화 과정은 오스티머(OSTEmer) 수지를 단단하지만 부드럽게 한다.
다음으로 재사용이 가능한 상기 마스터 몰드(M)를 제거한다. 그리고 마스터 몰드(M)가 제거된 상태에서 상기 경화된 오스티머(OSTEmer) 수지를 80℃에서 베이킹한다. 그리고 유리 기판 및 폴리비닐 알콜을 제거하여 상기 미세 유체 필름(100)을 제작한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 유체 필름 제작방법이 나타나 있다. 본 실시예에 따른 미세 유체 필름 제작방법은 도 8 내지 11에 따른 미세 유체 필름 제작방법과 비교할 때 폴리디메틸실록산 소재의 마스터 몰드(M)가 아닌 실리콘 소재의 마스터 몰드(M)를 이용하여 미세 유체 필름을 제작하는 점에 차이가 있다. 즉, 도 9에서 만들어진 기본 몰드(B)를 이용하여 실리콘 소재의 마스터 몰드(M)를 제작한 후, 상기 실리콘 소재의 마스터 몰드(M)를 이용하여 미세 유체 필름을 제작하는 것이다. 그 외 다른 과정은 도 2 내지 6에 따른 미세 유체 필름 제작방법과 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.
먼저 상기 마스터 몰드(M)의 표면을 PFOCTS(Perfluorooctyltrimethoxysilane)로 표면 처리한다. 다음으로 상기 마스터 몰드(M)와 함께 상기 미세 유체 필름(200)을 제작하기 위한 주형을 형성하는 유리 기판을 준비한다. 이 때 상기 마스터 몰드(M)가 상기 유리 기판 상에 잘 접합되도록 하며, 물에 용해 가능한 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol, PVA)이 스핀 코팅된다. 그리고 상기 폴리비닐 알콜이 코팅된 유리 기판 상에 경화제를 한 방울 떨어뜨린다.
다음으로 상기 경화제를 상기 마스터 몰드(M) 중에서 상기 마스터 몰드(M)와 상보적으로 결합 가능한 요철 구조(돌출부 및 홈)가 형성되어 있는 부분으로 눌러서 상기 경화제가 상기 유리 기판과 상기 마스터 몰드(M) 사이에 고르게 형성되도록 한다.
다음으로 상기 마스터 몰드(M)와 상기 유리 기판 사이로 오스티머(OSTEmer) 수지를 로딩시킨다. 이후, 오스티머(OSTEmer) 수지를 자외선(ultra violet light, UV 312nm)으로 경화(curing)한다. 이때, 자외선에 의한 경화 과정은 오스티머(OSTEmer) 수지를 단단하지만 부드럽게 한다.
다음으로 상기 마스터 몰드(M)를 제거한다. 그리고 마스터 몰드(M)가 제거된 상태에서 상기 경화된 오스티머(OSTEmer) 수지를 80℃에서 베이킹한다. 그리고 유리 기판 및 폴리비닐 알콜을 제거하여 상기 미세 유체 필름을 제작한다.
도 14를 참조하면, 도 12에 따라 제작되는 미세 유체 필름을 단단한 기질 상에 배치시키는 과정이 도시되어 있다. 이는 상기 미세 유체 필름을 상기 단단한 기질과 접합하여 2차원적인 유체 모듈을 제작하는 과정이다. 이 때 상기 단단한 기질은 상기 미세 유체 필름보다 높은 강성을 갖는 소재로 형성된다.
이하에서는 상기 미세 유체 필름(1100)에 형성되는 자가조립 입자막(SPAM)의 형성 방법을 설명한다.
먼저 수성 입자 현탁액 및 실리카 나노 입자를 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로가 연통되는 연결 채널(1130) 부분에 주입한다. 이 때 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로가 연통되는 부분은 상기 기판(1100)으로부터 위쪽으로 상기 미세 채널의 상하 방향 폭보다 얕은 갭을 형성한다. 이는 아래에서 설명할 건조 가스로 건조 시에 상기 갭 부분의 폭이 클 경우 현탁액과 상기 나노 입자가 상기 미세 채널 방향으로 넘칠 수 있고, 막이 쉽게 고정되기 어렵게 때문이다.
상기 관통 유로(1130) 내부에도 상기 먼저 수성 입자 현탁액 및 실리카 나노 입자를 주입한다. 다음으로 상기 미세 채널(1120)을 통해서 상기 미세 채널(1120)과 상기 관통 유로(1130)가 연통되는 부분으로 건조 질소 가스(N2)를 불어 넣는다. 그리고 상기 미세 유체 필름(1000)을 건조시켜서 상기 수분을 제거하여 자가조립 입자막을 형성한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1000: 미세 유체 농도장 생성장치
1100: 미세 유체 필름
1110: 베이스 필름
1120: 미세 채널
1130: 관통 유로
1140: 연결 채널
1131: 제1관통 유로
1132: 제2관통 유로
1200: 컨트롤 필름
1300: 기판
SAPM: 멤브레인(자가조립 분리막)
M: 마스터 몰드
B: 기본 몰드
P1: 제1포토레지스트
P2: 제2포토레지스트
P2: 제3포토레지스트

Claims (17)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 베이스 필름;
    상기 기판과 상기 베이스 필름 사이 공간에 형성되어 있으며, 유체가 유동되는 미세 채널;
    상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되어 있는 관통 유로; 및
    상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 따라 유동하는 유체 또는 상기 유체와 함께 유동하는 물질을 선택적으로 통과할 수 있도록, 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 미세입자들이 자가조립(Self-assembled)에 의하여 적층 배열되면서 형성된 자가조립 입자막(SAPM; Selfassembled particle membrane)인 멤브레인을 포함하고,
    상기 멤브레인에 의하여 상기 관통 유로의 유체와 상기 미세 채널의 유체 사이에 농도장이 형성되고,
    상기 베이스 필름의 상부에 적층되고, 상기 관통 유로와 연통되는 컨트롤 필름을 더 포함하고,
    상기 미세 채널에 형성되는 농도장은,
    상기 관통 유로와 연통되도록 상기 컨트롤 필름에 형성되어 있는 제어 채널을 통해서 상기 베이스 필름으로 유입되는 유체에 의해서 제어되며,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통 유로는,
    상부에 형성되는 제1관통 유로; 및
    상부가 상기 제1관통 유로의 하부와 연통되고, 제1관통 유로보다 폭이 넓게 형성되어 있는 제2관통 유로를 포함하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2관통 유로는,
    측면의 하부로부터 상부 방향으로 설정 길이 이격되는 부분까지 상기 미세 채널 방향으로 개구되어 있어서 상기 미세 채널과 연통되는,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2관통 유로는,
    상기 개구되어 있는 부분의 단면이 직사각형인,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2관통 유로는,
    상기 관통 유로가 형성되어 있는 방향과 교차하는 방향으로 형성되어 있는 복수 개의 미세 채널과 연통되는,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통 유로는,
    상기 베이스 필름 상에 이격되어 복수 개가 형성되어 있는,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 채널은,
    상기 베이스 필름에 형성되어 있는 관통 유로와 대응되는 위치에 형성되어 있는,
    미세 유체 농도장 생성 장치.
  9. 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 형성되어 있으며, 유체가 유동되는 미세 채널 및 상기 미세 채널과 연통되어 있고, 상기 베이스 필름을 관통하도록 형성되는 관통 유로를 포함하는 미세 유체 필름을 준비하고 기판 상에 배치하는 단계; 및
    상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 형성되되, 상기 미세 채널 및 상기 관통 유로를 유동하는 유체를 선택적으로 통과할 수 있도록, 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 미세입자들이 자가조립(Self-assembled)에 의하여 적층 배열되면서 형성된 자가조립 입자막(SAPM; Selfassembled particle membrane)인 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하고,
    유체가 유동할 수 있고, 상기 베이스 필름의 관통 유로와 연통되도록 형성되어 있는 제어 채널을 포함하는 컨트롤 필름을 준비하고, 상기 관통 유로와 상기 제어 채널이 연통되도록 상기 베이스 필름과 상기 컨트롤 필름을 적층하는 결합 단계를 포함하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 미세 유체 필름을 준비하고 기판 상에 배치하는 단계는,
    베이스 부재, 상기 베이스 부재 상에 길이 방향으로 연장되도록 형성되어 있으며, 내부에 저장 공간을 갖는 제1베이스 홈, 상기 베이스 부재 상에 형성되어 있으며, 상기 제1베이스 홈과 이격되어 형성되고, 내부에 저장 공간을 갖는 제2베이스 홈 및 상기 제1베이스 홈과 상기 제2베이스 홈이 연통되도록 상기 제1베이스 홈과 상기 제2베이스 홈 사이에 형성되는 제3베이스 홈을 포함하는 기본 몰드를 제작하는 단계;
    상기 기본 몰드를 주형으로 이용하여 반복적인 사용이 가능한 마스터 몰드를 제작하는 단계;
    상기 마스터 몰드를 주형으로 이용하여 유체가 유동하는 상기 미세 채널 및 상부에 적층되는 다른 미세 유체 필름과 연통되기 위한 관통 유로를 포함하는 미세 유체 필름을 제작하는 단계를 포함하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기본 몰드를 제작하는 단계는,
    포토리소그래피 공정을 통해서 상기 기본 몰드를 제작하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 마스터 몰드를 제작하는 단계에서는,
    상기 기본 몰드 내부에 폴리머를 주입하여 경화시킴으로써 상기 마스터 몰드를 제작하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 관통 유로는,
    상부가 상기 컨트롤 필름과 연통되어 있는 제1관통 유로; 및
    상부가 상기 제1관통 유로의 하부와 연통되고, 제1관통 유로보다 폭이 넓게 형성되어 있는 제2관통 유로를 포함하고,
    상기 제2관통 유로는,
    측면의 하부로부터 상부 방향으로 설정 길이 이격되는 부분까지 상기 미세 채널 방향으로 개구되어 있어서 상기 미세 채널과 연통되는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 자가조립 입자막의 형성 과정은,
    수성 입자 현탁액 및 실리카 나노 입자를 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분에 주입하는 단계;
    상기 미세 채널을 통해 상기 미세 채널과 상기 관통 유로가 연통되는 부분으로 건조 질소 가스를 불어 넣는 단계; 및
    상기 미세 유체 필름을 건조시키는 단계를 포함하는,
    미세 유체 농도장 생성 장치 제작방법.
  17. 삭제
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