KR20040041999A - 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일 셀 조작을 위한 일괄적이고 자동화된 바이오 조작 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 셀로부터 조작 대상인 단일 셀을 이송 및 분리하여 추출하고 조작시 해당 추출된 하나의 셀 회전위치를 제어하며 비전부와 햅틱부를 사용하여 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫으로 해당 셀의 정확한 위치에 정밀한 조작을 할 수 있도록 한 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 모세 전기영동과 전도성 고분자를 사용해 다수의 셀로부터 조작 대상인 셀 하나를 이송 및 분리하여 추출하고 이중 전기영동과 비전부의 회전위치 피드백 정보를 사용해 셀의 회전위치를 자동적으로 제어할 수 있으며 온도 제어기를 사용해 셀 조작시에도 생존율을 높일 수 있는 초미세 생체 장치와, 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구에 대하여 비전부와 햅틱부를 사용해 시각 정보와 조작 정보를 획득하여 사용자에게 제공하고 사용자의 조작 명령을 전달해 해당 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작을 자동화하는 마이크로 매니퓰레이션 장치를 포함하여 이루어지고, 종래의 수동적이고 개별화된 단일 셀 조작을 초미세 생체 장치와 마이크로 매니퓰레이션 장치를 유기적으로 조합하여 일괄적인 자동화가 가능하게 할 수 있다.

Description

단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템{Autonomous Bio-Manipulation Factory System For Manipulating Single Cell}
본 발명은 단일 셀 조작을 위한 일괄적이고 자동화된 바이오 조작 시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 셀(Cell)로부터 조작(Manipulation) 대상인 단일 셀(Single Cell)을 이송 및 분리하여 추출하고 조작시 해당 추출된 하나의 셀 회전위치를 제어하며 비전부와 햅틱부를 사용하여 생체 모방형 스마트 마이크로피펫(Biomimic Smart Micro Pipette)으로 해당 셀의 정확한 위치에 정밀한 조작을 할 수 있도록 한 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 단일 세포의 유전자 치환(Gene Alteration), DNA 주입(DNA Injection), 셀 퓨전(Cell Fusion) 등의 기계적인 조작을 단일 셀에 가하기 위해서 마이크로 매니퓰레이션(Micro Manipulation) 장치를 이용해 셀의 정확한 위치에 정밀한 조작을 해야하는 것이 필수적이다.
그런데, 기존의 불임 시술 IVF(In Vitro Fertilization)에 사용되어 왔던 ICSI(Intracytoplasmic Sperm Injection)와 같은 종래의 바이오 조작 시스템은 사용자의 숙련도에 따라 성능에 있어서 큰 차이를 보이기 때문에 보통 오랜 기간의 조작 훈련을 해야 정밀한 셀 조작이 가능하다는 문제점이 있었다. 이는 셀의 조작시 오직 시각 정보만을 사용하기 때문에 작업도구가 실제로 셀을 어느 정도의 빠르기와 힘으로 조작해야할지를 판별하기가 어렵다는 점에 기인한 것이다.
또한, 보통 동물(주로 쥐)로부터 다수의 셀, 예컨대 수정란(난세포)을 추출하여 이 중에 특정 한 개의 셀에 조작을 하게 되는데, 다수의 셀로부터 한개의 셀을 분리하는 기술로 종래의 레이저(Laser)를 이용하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 조작 시스템은 비용이 고가라는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 초미세 생체 장치(Bio-MEMS(Micro-ElectroMechanical System))에 관한 기술은 주로 다수의 셀에 대한 바이오 분석 기능에 초점이 맞추어져 있고, 종래의 마이크로 매니퓰레이션 장치에 과한 기술은 단일 셀의 조작에만 촛점이 맞추어져 있어서, 종래의 기술에서는 단일 셀의 추출 및 셀의 회전이 주로 수동적으로 이루어지기 때문에, 셀에 대한 정밀한 조작이 불가능하다는 문제점이 있었다.
더욱이, 단일 셀 조작에 있어서 셀의 회전위치를 제어하는 것은 필수적인 작업으로, 핵 치환시 셀의 회전위치는 염색체와 극체가 마이크로 피펫으로 조작이 가능하도록 정렬되어 있는 것이 필요한데, 종래의 기술에서는 이러한 작업을 마이크로 피펫을 수동적으로 조작하여 셀을 회전시키기 때문에, 조작시 셀에 손상이 생길 뿐만 아니라 정밀한 셀의 회전위치 제어가 불가능하다는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모세 전기영동(Capillary Electrophoresis), 이중 전기영동(Dielectrophoresis) 및 전도성 고분자(Conductive Polymer)를 이용해 초미세 생체 장치를 구현함으로써, 다수의 셀로부터 하나의 조작 대상 셀을 이송 및 분리하여 추출하고 조작시 비전부에 의해 해당 셀의 회전위치를 제어할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 초미세 생체 장치와 비전부(Vision), 햅틱부(Haptic), 제어부, 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫 및 홀딩 피펫(Holding Pipette)을 적용한 마이크로 매니퓰레이션 장치를 유기적으로 결합함으로써 셀의 조작의 정밀도를 향상시키고 비숙련자도 정밀한 셀 조작이 가능하도록 하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 도 1에 있어 초미세 생체 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 도 1에 있어 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫을 나타낸 도면.
도 4a는 이송 전압(V3)이 100V일 때, 모세 전기영동의 시뮬레이션을 나타낸 도면.
도 4b는 이송 전압(V3)이 200V일 때, 모세 전기영동의 시뮬레이션을 나타낸 도면.
도 4c는 이송 전압(V3)이 400V일 때, 모세 전기영동의 시뮬레이션을 나타낸 도면.
도 4d는 이송 전압(V3)이 600V일 때, 모세 전기영동의 시뮬레이션을 나타낸 도면.
도 5a는 전도성 고분자의 구조식을 나타낸 도면.
도 5b는 전도성 고분자 합성 과정을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 적용되는 하이브리드 바이오 매니퓰레이션의 동작 개념도.
도 7은 본 발명에 적용되는 셀 조작 예시도.
도 8은 도 7에 있어 조작 대상 셀의 확대도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 입력부 20 : 주입부
30 : 출력부 40 : 추출부
50 : 접합점 100 : 초미세 생체 장치
110 : 제어부 120 : 비전부
130 : 햅틱부 140 : 현미경
150 : 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫 160 : 홀딩 피펫
200 : 마이크로 매니퓰레이션 장치
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템은 다수의 셀로부터 조작 대상인 셀 하나를 이송 및 분리하여 추출하고 해당 셀의 회전위치를 자동적으로 제어하며 해당 셀이 일정 온도를 유지하게 하는 초미세 생체 장치와; 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 시각 정보와 조작 정보를 획득하여 사용자에게 제공하며 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 상기 초미세 생체 장치로 전달하여 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작하고 사용자의 도구 조작 명령을 상기 작업 도구로 전달하여 해당 작업 도구를 조작하는 마이크로 매니퓰레이션 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 초미세 생체 장치는, 상기 입력된 다수의 셀을 저장하며 이송 전압 및 촛점 전압 인가에 의한 모세 전기영동을 사용해 셀 이송 채널의 크기를 제어하여 해당 다수의 셀을 한 줄로 이송하는 입력부와; 분리 전압을 인가해 상기 한 줄로 이송된 다수의 셀 중 조작 대상 셀을 분리하는 주입기를 구비하는 주입부와; 추출 전압을 인가해 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나를 추출하여 회전위치 전압을 인가해 회전위치를 조작하는 추출부와; 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하는 출력부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 입력부는, 제 1 촛점 전압을 인가해 제 1 유체를 이송시키는 제 1 촛점기와; 상기 제 1 촛점 전압과 동일한 제 2 촛점 전압을 인가해 제 2 유체를 이송시키는 제 2 촛점기와; 상기 입력된 다수의 셀을 저장하며 상기 이송 전압을 인가해제 3 유체를 통하여 상기 제 1 유체와 제 2 유체간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로 해당 다수의 셀을 이송시키는 입력 셀 저장기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는데, 여기서 상기 셀 이송 채널은, 상기 입력된 다수의 셀이 한 줄로 통과되는 크기를 갖는다.
상기 추출부는, 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나만을 추출하는 전도성 고분자와; 상기 전도성 고분자의 셀 추출을 제어하는 추출 제어기와; 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도를 제어하고 상기 회전위치 전압을 인가해 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 제어하는 셀 조작기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는데, 여기서 상기 전도성 고분자는, 재질이 폴리 피롤이다.
상기 셀 조작기는, 상기 추출 전압을 인가해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 흡수하는 추출기와; 상기 추출기 내에 구비되어 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도를 조작하는 히터와; 상기 히터의 셀 온도 조작을 제어하는 온도 제어기와; 상기 추출기의 둘레에 다수 구비되어 상기 회전위치 전압 인가에 의한 이중 전기영동을 사용해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 조작하는 회전위치 전극과; 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 전달받아 상기 회전위치 전극의 셀 회전위치 조작을 제어하는 회전위치 제어기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 회전위치 제어기는, 상기 회전위치 피드백 정보에 따라 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 자동적으로 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 입력되어 있는 회전위치로 제어함을 특징으로 한다.
상기 출력부는, 제 3 촛점 전압을 인가해 제 1 유체를 흡수하는 제 3 촛점기와; 상기 제 3 촛점 전압과 동일한 제 4 촛점 전압을 인가해 제 2 유체를 흡수하는 제 4 촛점기와; 상기 출력 전압을 인가해 상기 제 1 유체와 제 2 유체간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로부터 제 3 유체를 통하여 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하여 저장하는 출력 셀 저장기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치는, 현미경을 사용해 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구를 실시간으로 모니터링하여 시각 정보 및 회전위치 피드백 정보를 출력하는 비전부와; 상기 셀 조작 힘의 변화를 측정하는 힘 센서를 구비하여 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작 정보를 수집하여 출력하고 사용자의 도구 조작 명령을 전달받아 해당 작업 도구로 출력하는 햅틱부와; 상기 출력된 시각 정보 및 조작 정보를 입력받아 사용자에게 제공하고 사용자의 셀 조작 명령을 추출부로 출력하며 사용자의 도구 조작 명령을 상기 햅틱부로 출력하는 제어부와; 상기 셀 조작 힘을 느끼고 트리거 정보를 출력하며 상기 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀을 조작하는 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫과; 상기 셀 조작시 셀의 회전위치를 제어한 후에 상기 제어부로부터 전달받은 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀의 위치를 고정시키는 홀딩 피펫을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는데, 상기 현미경은, 형광기능이 있는 것으로 공촛점 현미경 또는 광학 현미경이다.
상기 비전부는, 상기 현미경에 의해 모니터링하여 획득한 시각 정보에 근거하는 회전위치 피드백 정보를 출력하여 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 자동적으로 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 입력되어 있는 회전위치로제어함을 특징으로 한다.
상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫은, 상기 셀 조작시 조작 힘을 느끼는 물리적 힘 센서와; 상기 셀 접촉시 트리거 정보를 출력하는 트리거 센서와; 상기 셀 접촉으로 인한 트리거 신호 발생시 해당 셀의 투명대를 녹일 수 있는 화학물질을 터뜨리는 첨두부와; 회전 및 임펙트 드라이브 방식으로 상기 셀 조작시 해당 셀에 최소 침습을 가하면서 정밀한 조작이 가능하게 하는 주입 매커니즘부와; 상기 셀 조작에 필요한 화학물질 또는 생체물질의 주입이 가능하게 하는 주입구를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는데, 상기 트리거 센서는, 상기 셀 표면의 전위차의 변화로 상기 트리거 신호를 출력하는 전기적 트리거 센서 또는 정자의 생체학적인 트리거 물질인 갈락토실전이효소를 수용하고 있는 생체적 트리거 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 있어 초미세 생체 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템은 초미세 생체 장치(100)와 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 초미세 생체 장치(100)는 다수의 셀로부터 조작 대상인 셀 하나를 이송 및 분리하여 추출하고 해당 셀의 회전위치를 자동적으로 제어하며 해당 셀이 일정 온도를 유지하게 한다.
구체적으로, 상기 초미세 생체 장치(100)는 모세 전기영동과 전도성 고분자(Conductive Polymer)를 사용해 다수의 셀로부터 조작 대상인 셀 하나를 이송 및 분리하여 추출하고 이중 전기영동과 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)에 구비된 비전부(120)로부터 전달받은 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 사용해 셀의 회전위치를 자동적으로 제어하며 온도 제어기(43)를 사용해 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀 조작시에 해당 셀의 생존율을 높인다.
그리고, 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)는 상기 초미세 생체 장치(100)로부터 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구(Tool)의 시각 정보와 조작 정보를 획득하여 사용자에게 제공하며 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 상기 초미세 생체 장치(100)로 전달하여 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작하고 사용자의 도구 조작 명령을 상기 작업 도구로 전달하여 해당 작업 도구를 조작한다.
구체적으로, 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)는 상기 초미세 생체 장치(100)로부터 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구에 대하여 비전부(120)와 햅틱부(130)를 사용해 시각 정보와 조작에 의한 촉각 정보를 포함한조작 정보를 획득하여 사용자에게 제공하며 해당 비전부(120)의 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 상기 초미세 생체 장치(100)로 전달하여 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작하고 제어부(110)와 햅틱부(130)에 의해 사용자의 도구 조작 명령을 상기 작업 도구로 전달하여 해당 작업 도구를 조작한다. 여기서, 상기 작업 도구는 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150), 홀딩 피펫(160) 등을 말한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 초미세 생체 장치(100)의 구성을 설명한다.
상기 초미세 생체 장치(100)는 입력부(10), 주입부(20), 출력부(30) 및 추출부(40)를 포함하여 이루어지는데, 상기 입력부(10)는 입력된 다수의 셀을 저장하며 이송 전압(V3) 및 촛점 전압(V1, V2) 인가에 의한 모세 전기영동을 사용해 셀 이송 채널의 크기를 제어하여 해당 다수의 셀을 한 줄로 이송하고, 상기 주입부(20)는 분리 전압(V4)을 인가해 상기 한 줄로 이송된 다수의 셀 중 조작 대상 셀을 분리하는 주입기(21)를 구비하고, 상기 추출부(40)는 추출 전압(V5)을 인가해 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나를 추출하여 회전위치 전압(V6)을 인가해 회전위치를 조작하며, 상기 출력부(30)는 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수한다.
여기서, 상기 입력부(10)는 제 1 촛점기(11), 제 2 촛점기(12) 및 입력 셀 저장기(13)를 구비하는데, 상기 제 1 촛점기(11)는 제 1 촛점 전압(V1)을 인가해 제 1 유체(F1)를 이송시키고, 상기 제 2 촛점기(12)는 상기 제 1 촛점 전압(V1)과동일한 제 2 촛점 전압(V2)을 인가해 제 2 유체(F2)를 이송시키며, 상기 입력 셀 저장기(13)는 상기 입력된 다수의 셀을 저장하며 이송 전압(V3)을 인가해 제 3 유체(F3)를 통하여 상기 제 1 유체(F1)와 제 2 유체(F2)간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로 해당 다수의 셀을 이송시킨다.
그리고, 상기 추출부(40)는 추출 제어기(41), 전도성 고분자(42) 및 셀 조작기(44)를 구비하는데, 상기 전도성 고분자(42)는 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나만을 추출하고, 상기 추출 제어기(41)는 상기 전도성 고분자(42)의 셀 추출을 제어하며, 상기 셀 조작기(44)는 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도를 제어하고 상기 회전위치 전압(V6)을 인가해 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 제어한다.
이때, 상기 셀 조작기(44)는 온도 제어기(43), 히터(Heater)(45), 회전위치 전극(46), 회전위치 제어기(48) 및 추출기(47)를 구비하는데, 상기 추출기(47)는 상기 추출 전압(V5)을 인가해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 흡수하고, 상기 히터(45)는 상기 추출기(47) 내에 구비되어 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도(예컨대, 사람의 체온)를 조작하고, 상기 온도 제어기(43)는 상기 히터(45)의 셀 온도 조작을 제어하고, 상기 회전위치 전극(46)은 상기 추출기(47)의 둘레에 다수 구비되어 상기 회전위치 전압(V6) 인가에 의한 이중 전기영동을 사용해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 조작하며, 상기 회전위치 제어기(48)는 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 전달받아 상기 회전위치 전극(46)의 셀 회전위치 조작을 제어한다.
그리고, 상기 출력부(30)는 제 3 촛점기(31), 제 4 촛점기(32) 및 출력 셀 저장기(33)를 구비하는데, 상기 제 3 촛점기(31)는 제 3 촛점 전압(V7)을 인가해 제 1 유체(F1)를 흡수하며, 상기 제 4 촛점기(32)는 상기 제 3 촛점 전압(V7)과 동일한 제 4 촛점 전압(V8)을 인가해 제 2 유체(F2)를 흡수하며, 상기 출력 셀 저장기(33)는 출력 전압(V9)을 인가해 상기 제 1 유체(F1)와 제 2 유체(F2)간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로부터 제 3 유체(F3)를 통하여 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하여 저장한다. 즉, 상기 출력부(30)는 상기 입력부(10)와 대칭적인 구조를 갖는다.
다음으로, 도 1을 참조하여 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)의 구성을 설명한다.
상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)는 제어부(110), 비전부(120), 햅틱부(130), 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150) 및 홀딩 피펫(160)을 포함하여 이루어지는데, 상기 비전부(120)는 형광기능이 있는 현미경(140)을 사용해 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구를 실시간으로 모니터링하여 시각 정보 및 회전위치 피드백 정보를 출력하고, 상기 햅틱부(130)는 셀 조작 힘의 변화를 측정하는 힘 센서를 구비하여 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작 정보를 수집하여 출력하고 사용자의 도구 조작 명령을 전달받아 해당 작업 도구로 출력하며, 상기 제어부(110)는 상기 출력된 시각 정보 및 조작 정보를 입력받아 사용자에게 제공하고 사용자의 셀 조작 명령을 추출부(40)로 출력하며 사용자의 도구 조작 명령을 상기 햅틱부(130)로 출력하고, 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)은 셀 조작힘을 느끼고 트리거(Trigger) 정보를 출력하며 상기 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀을 조작하며, 상기 홀딩 피펫(160)은 상기 셀 조작시 셀의 회전위치를 제어한 후에 상기 제어부(110)로부터 전달받은 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀의 위치를 고정시킨다. 여기서, 상기 현미경(140)으로는 공촛점 현미경(Confocal Microscope) 또는 광학 현미경(Optical Microscope)이 사용된다.
이하, 도 3을 참조하여 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)의 구성을 설명한다.
도 3은 도 1에 있어 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫을 나타낸 도면이다.
상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)은 정자가 난세포에 침입할 때의 과정을 모방하여 제작된 작업 도구로서, 물리적 힘 센서(Force Sensor)(153), 트리거 센서(Trigger Sensor)(151), 첨두부(152), 주입 매커니즘부(Injection Mechanism)(155) 및 주입구(154)를 포함하여 이루어지는데, 상기 물리적 힘 센서(153)는 상기 셀 조작시 조작 힘을 느끼고, 상기 트리거 센서(151)는 상기 셀 접촉시 트리거 정보를 출력하고, 상기 첨두부(152)는 상기 셀 접촉으로 인한 트리거 신호 발생시 해당 셀의 투명대를 녹일 수 있는 화학물질(pH 2)(Acrosomal)을 터뜨리고, 상기 주입 매커니즘부(155)는 회전 및 임펙트 드라이브 방식(Impact Drive Mechanism)으로 상기 셀 조작시 해당 셀에 최소 침습(Minimally Invasion)을 가하면서 정밀한 조작이 가능하게 하며, 상기 주입구(154)는 상기 셀 조작에 필요한 화학물질(Chemical Material) 또는 생체물질(Bio-Material)의 주입이 가능하게 한다. 여기서, 상기 트리거 센서(15)로 전기적 트리거 센서와 생체적 트리거 센서가 채용될 수 있는데, 상기 전기적 트리거 센서는 상기 셀 표면의 전위차의 변화로 상기 트리거 신호를 출력하고, 상기 생체적 트리거 센서는 정자의 생체학적인 트리거 물질인 갈락토실전이효소(Galactosyltransferase)를 수용하고 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템의 동작을 설명한다.
먼저, 사용자는 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)을 사용하여 상기 초미세 생체 장치(100)에 있는 입력부(10)의 입력 셀 저장기(13)에 다수의 셀을 입력하여 저장한다.
그리고, 상기 입력 셀 저장기(13)에 이송 전압(V3)이 인가되고 제 1 촛점기(11)에 제 1 촛점 전압(V1)이 인가되며 제 2 촛점기(12)에 제 2 촛점 전압(V2)을 인가되고, 동시에 출력부(30)의 출력 셀 저장기(33)에 출력 전압(V9)이 인가되고 제 3 촛점기(31)에 제 3 촛점 전압(V7)이 인가되며 제 4 촛점기(32)에 제 4 촛점 전압(V8)이 인가된 후, 해당 이송 전압(V3), 출력 전압(V9) 및 촛점 전압(V1,V2,V7,V8)인가에 의한 모세 전기영동을 사용해 셀 이송 채널의 크기를 제어하여 유체를 통해 상기 다수의 셀을 한 줄로 접합점(Junction)(50)까지 이송한다. 이때, 상기 출력 셀 저장기(33)에 인가되는 상기 출력 전압(V9)은 상기 이송 전압(V3)과 반대의 극성을 갖고, 상기 제 3 촛점기(31)와 제 4 촛점기(32)에 인가되는 상기 제 3 촛점 전압(V7) 및 제 4 촛점 전압(V8)은 상기 제 1 촛점 전압(V1) 및 제 2 촛점 전압(V2)과 반대의 극성을 갖는다.
도 4는 상기 모세 전기영동의 시뮬레이션을 나타낸 도면으로, 도 2에 도시된초미세 생체 장치(100)의 입력부(10)에서 상기 제 1 촛점 전압(V1)과 제 2 촛점 전압(V2)을 270V로 인가하고, 상기 이송 전압(V3)을 100V(도 4a), 200V(도 4b), 400V(도 4c) 및 600V(도 4d)로 점진적으로 전압을 높여 인가하고, 상기 제 3 유체(F3)가 이송되는 관의 폭(W3), 상기 제 1 유체(F1)가 이송되는 관의 폭(W1) 및 상기 제 2 유체(F2)가 이송되는 관의 폭(W2)을 200㎛로하고, 상기 제 3 유체(F3)가 이송되는 관과 제 1 유체(F1)가 이송되는 관 사이의 각(θ1) 및 상기 제 3 유체(F3)가 이송되는 관과 제 2 유체(F2)가 이송되는 관 사이의 각(θ2)을 60°로 했을 때, 상기 제 1 유체 및 제 2 유체간에 형성되는 셀 이송 채널의 크기는 상기 이송 전압(V3)이 높아짐에 따라 더 넓어진다. 따라서, 상기 이송 전압(V3)을 100V에서 600V로 점차 높게 조절하면 상기 셀 이송 채널의 크기를 셀이 한 줄로만 통과할 수 있도록 제어할 수 있다.
그런 후, 상기 모세 전기영동에 의해 상기 다수의 셀이 상기 접합점(50)까지 한 줄로 이송되면, 사용자는 형광 기능이 있는 현미경(140)을 사용해 해당 한 줄로 이송된 다수의 셀을 모니터링하다 조작 대상 셀을 선정한다.
즉, 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)의 비전부(120)는 상기 현미경(140)에 의해 상기 한 줄로 이송된 다수의 셀을 3차원으로 실시간 모니터링하면서 해당 한 줄로 이송된 다수의 셀의 시각 정보를 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공하고, 이에 사용자는 해당 시각 정보를 바탕으로 상기 한 줄로 이송된 다수의 셀 중 조작 대상 셀을 선정한다.
그리고, 상기 접합점(50)에 있는 상기 선정된 조작 대상 셀을 추출부(40)의추출기(47)쪽으로 분리하기 위해서, 주입부(20)의 주입기(21)에는 분리 전압(V4)을 인가하고 상기 추출기(47)에는 해당 분리 전압(V4)과 반대의 극성을 갖는 추출 전압(V5)을 인가하여, 해당 선정된 조작 대상 셀을 상기 추출기(47)쪽으로 분리하여 이송한다. 반면, 출력부(30)의 출력 셀 저장기(33)는 상기 출력 전압(V9)에 의해 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하여 저장한다.
이때, 전도성 고분자(42)는 상기 추출 제어기(41)의 제어에 따라 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나의 셀만을 추출하고, 이에 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀만이 상기 추출기(47)쪽으로 이송된다. 즉, 상기 전도성 고분자(42)는 해당 조작 대상 셀 중 하나의 셀만을 통과시키므로 더 이상의 셀은 상기 추출기(47)쪽으로 이송되지 않는다.
여기서, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상기 전도성 고분자(42)를 설명한다.
도 5a는 전도성 고분자의 구조식을 나타낸 도면이고, 도 5b는 전도성 고분자 합성 과정을 나타낸 도면이다.
상기 전도성 고분자(42)의 재질은 폴리 피롤(PPy)이며, 도 5a에 도시된 바와 같은 구조식을 가지는데, 여기서 A는 도펀트(dopant)이고 진한 부분은 백본(backbone)이다. 그리고, 상기 전도성 고분자(42)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 정전류원을 이용하여 일정한 전류를 스테인레스 강판(stainless steel)과 백금선(Pt wire)를 통해 전해질 용액(0.1M pyrrole + 0.1M NaDS)에 인가하면 산화(oxidation) 전극인 스테인레스 강판 위에 폴리 피롤(PPy)이 합성된다. 해당 합성된 폴리 피롤의 두께는 정전류원에 의해 공급된 전하량에 비례하므로 전류밀도와 합성시간을 조절하여 해당 전도성 고분자(42)의 두께를 제어할 수 있다.
한편, 상기 전도성 고분자(42)에 의해 하나의 조작 대상 셀이 추출된 후, 사용자는 정밀 스테이지를 조작하여 상기 현미경(140)의 촛점 위치를 상기 추출기(47)로 이동시킨다.
이하, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템이 적용되는 하이브리드 바이오 매니플레이션의 개념을 설명한다.
도 6은 본 발명에 적용되는 하이브리드 바이오 매니퓰레이션의 동작 개념도이고, 도 7은 본 발명에 적용되는 셀 조작 예시도이며, 도 8은 도 7에 있어 조작 대상 셀의 확대도이다.
본 발명에 적용되는 하이브리드 바이오 매니퓰레이션은 초미세 생체 장치(100)와 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)가 유기적으로 결합하여 단일 셀의 조작을 일괄적이고 자동화하며 동시에 보다 정밀한 조작이 가능하도록 한다. 즉, 사용자는 상기 현미경(140)을 통해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구, 즉 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150), 홀딩 피펫(160) 등을 관찰하면서 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)를 이용해 상기 초미세 생체 장치(100)에서 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구를 조작한다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 비전부(120)는 상기 현미경(140)에 의해 초미세 생체 장치(100)의 추출부(40)에서 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구, 즉 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150), 홀딩 피펫(160) 등을 3차원으로 실시간 모니터링하면서, 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 시각 정보를 획득하여 상기 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공한다.
그리고, 햅틱부(130)는 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)에 의해 초미세 생체 장치(100)의 추출부(40)에서 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작 정보 예컨대, 역각 및 촉각 정보를 수집하면서, 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작 정보를 상기 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공한다.
이에, 사용자는 상기 시각 정보 및 조작 정보를 바탕으로 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구에 대한 조작 명령, 즉 셀 조작 명명 및 도구 조작 명령을 생성하여 상기 제어부(110)로 입력하고, 이에, 해당 제어부(110)는 상기 입력된 셀 조작 명령을 초미세 생체 장치(100)의 추출부(40)에 있는 셀 조작기(44)로 출력하고, 상기 입력된 도구 조작 명령을 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)의 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)과 홀딩 피펫(160)으로 출력한다. 또한, 상기 비전부(120)는 회전위치 피드백 정보를 상기 셀 조작기(44)로 출력한다.
이에 따라, 상기 셀 조작기(44)는 상기 사용자의 셀 조작 명령 및 비전부(120)의 회전위치 피드백 정보를 전달받고, 해당 셀 조작기(44)의 회전위치 제어기(48)는 상기 사용자의 셀 조작 명령 및 비전부(120)의 회전위치 피드백 정보에 따라 회전위치 전극(46)을 제어하고, 해당 회전위치 전극(46)은 회전위치 전압(V6) 인가에 의한 이중 전기영동을 사용해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 조작한다. 즉, 셀 조작을 위하여 시각 정보를 통해 상기 비전부(120)가관찰한 셀의 회전위치를 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 지정되어 있는 셀의 회전위치로 자동적으로 제어할 수 있도록, 해당 회전위치 전극(46)은 회전위치 전압(V6)을 예컨대 10KHz의 AC 전압에 의해 발생되는 이중 전기영동으로 상기 비전부(120)를 이용해 되먹임제어하면서 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 위치를 정밀하게 결정한다.
그리고, 상기 마이크로 매니퓰레이션 장치(200)로 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작시 해당 셀의 변형에 의한 힘을 사용자가 느낄 수 있도록 상기 햅틱부(130)에서 힘 피드백(Force feedback)의 형태로 조작 정보를 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공한다. 따라서, 상기 힙틱부(130)는 셀 조작에 의한 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)에서의 힘의 변화를 측정할 수 있는 힘 센서가 필수적이다.
상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구에 대한 조작 동작을 구체적으로 살펴보면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀은 사용자 또는 비전부(120)에 의해 회전위치의 제어를 받고, 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)과 홀딩 피펫(160)은 사용자에 의해 조작 제어를 받는데, 즉, 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)이 추출부(40)에 있는 셀 조작기(44)의 추출기(47)에서 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작할 때, 상기 햅틱부(130)는 해당 셀 조작 힘을 상기 힘 센서에 의해 감지하여 조작 정보를 획득하고, 해당 획득한 조작 정보를 상기 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공하며, 동시에 비전부(110)는 해당 셀 조작을 현미경(140)에 의해 모니터링하여 시각 정보를획득하고, 해당 획득한 시각 정보를 상기 제어부(110)를 통해 사용자에게 제공한다.
그러면, 사용자는 도구 조작 명령을 상기 제어부(110)를 통해 상기 햅틱부(130)와 홀딩 피펫(160)으로 전달하고, 해당 햅틱부(130)가 상기 도구 조작 명령을 상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)으로 전달하면, 해당 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫(150)은 상기 사용자의 도구 조작 명령에 따라 상기 추출기(47)에서 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작하고, 상기 홀딩 피펫(160)은 상기 조작 대상 셀의 회전위치를 제어한 후에 상기 제어부(110)로부터 전달받은 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀의 위치를 완전히 고정시키는 역할을 한다.
그리고, 사용자는 셀 조작 명령을 상기 제어부(110)를 통해 상기 추출기(47)로 전달하면, 해당 추출기(47)의 회전위치 제어기(48)는 상기 사용자의 셀 조작 명령 따라 다수의 회전위치 전극(46)에 회전전압(V6)을 인가하여 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 제어한다.
또한, 상기 비전부(120)는 상기 현미경(140)에 의해 모니터링하여 획득한 시각 정보에 근거하는 회전위치 피드백 정보를 상기 추출기(47)로 전달하면, 해당 추출기(47)의 회전위치 제어기(48)는 상기 비전부(120)의 회전위치 피드백 정보에 따라 다수의 회전위치 전극(46)에 회전전압(V6)을 인가하여 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 제어한다. 따라서, 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 입력되어 있는 셀의 회전위치를 자동적으로 정밀하게 제어할 수 있다.
그리고, 상기 추출기(47) 내에 구비된 히터(45)는 온도 제어기(43)의 제어에 따라 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀이 일정 온도를 유지하게 하여 조작시 해당 셀의 생존율을 높인다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 초미세 생체 장치를 구현함으로써, 다수의 셀로부터 하나의 조작 대상 셀을 이송 및 분리하여 추출하고 조작시 해당 셀의 회전위치를 자동적으로 제어할 수 있으며 온도를 제어하여 셀 조작시에도 생존율을 높일 수 있고, 마이크로 매니퓰레이션 장치로 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구을 자동화하여 조작함으로써, 셀의 정확한 위치에 정밀한 조작을 할 수 있고 비숙련자도 정밀한 셀 조작을 할 수 있다. 또한, 종래의 수동적이고 개별화된 단일 셀 조작을 초미세 생체 장치와 마이크로 매니퓰레이션 장치를 유기적으로 조합하여 일괄적인 자동화가 가능하게 할 수 있다.

Claims (14)

  1. 다수의 셀로부터 조작 대상인 셀 하나를 이송 및 분리하여 추출하고 해당 셀의 회전위치를 자동적으로 제어하며 해당 셀이 일정 온도를 유지하게 하는 초미세 생체 장치와;
    상기 추출된 하나의 조작 대상 셀 및 작업 도구의 시각 정보와 조작 정보를 획득하여 사용자에게 제공하며 회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 상기 초미세 생체 장치로 전달하여 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀을 조작하고 사용자의 도구 조작 명령을 상기 작업 도구로 전달하여 해당 작업 도구를 조작하는 마이크로 매니퓰레이션 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초미세 생체 장치는,
    상기 입력된 다수의 셀을 저장하며 이송 전압 및 촛점 전압 인가에 의한 모세 전기영동을 사용해 셀 이송 채널의 크기를 제어하여 해당 다수의 셀을 한 줄로 이송하는 입력부와;
    분리 전압을 인가해 상기 한 줄로 이송된 다수의 셀 중 조작 대상 셀을 분리하는 주입기를 구비하는 주입부와;
    추출 전압을 인가해 상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나를 추출하여 회전위치 전압을 인가해 회전위치를 조작하는 추출부와;
    상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하는 출력부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입력부는,
    제 1 촛점 전압을 인가해 제 1 유체를 이송시키는 제 1 촛점기와;
    상기 제 1 촛점 전압과 동일한 제 2 촛점 전압을 인가해 제 2 유체를 이송시키는 제 2 촛점기와;
    상기 입력된 다수의 셀을 저장하며 상기 이송 전압을 인가해 제 3 유체를 통하여 상기 제 1 유체와 제 2 유체간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로 해당 다수의 셀을 이송시키는 입력 셀 저장기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 셀 이송 채널은,
    상기 입력된 다수의 셀이 한 줄로 통과되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 추출부는,
    상기 분리된 조작 대상 셀 중 하나만을 추출하는 전도성 고분자와;
    상기 전도성 고분자의 셀 추출을 제어하는 추출 제어기와;
    상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도를 제어하고 상기 회전위치 전압을 인가해 해당 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 제어하는 셀 조작기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는,
    재질이 폴리 피롤임을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 셀 조작기는,
    상기 추출 전압을 인가해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀을 흡수하는 추출기와;
    상기 추출기 내에 구비되어 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 온도를 조작하는 히터와;
    상기 히터의 셀 온도 조작을 제어하는 온도 제어기와;
    상기 추출기의 둘레에 다수 구비되어 상기 회전위치 전압 인가에 의한 이중 전기영동을 사용해 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 조작하는 회전위치 전극과;
    회전위치 피드백 정보 및 사용자의 셀 조작 명령을 전달받아 상기 회전위치 전극의 셀 회전위치 조작을 제어하는 회전위치 제어기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전위치 제어기는,
    상기 회전위치 피드백 정보에 따라 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 자동적으로 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 입력되어 있는 회전위치로 제어함을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    제 3 촛점 전압을 인가해 제 1 유체를 흡수하는 제 3 촛점기와;
    상기 제 3 촛점 전압과 동일한 제 4 촛점 전압을 인가해 제 2 유체를 흡수하는 제 4 촛점기와;
    상기 출력 전압을 인가해 상기 제 1 유체와 제 2 유체간에 형성되는 상기 셀 이송 채널로부터 제 3 유체를 통하여 상기 분리된 조작 대상 셀을 제외한 나머지 셀을 흡수하여 저장하는 출력 셀 저장기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 매니퓰레이션 장치는,
    현미경을 사용해 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구를 실시간으로 모니터링하여 시각 정보 및 회전위치 피드백 정보를 출력하는 비전부와;
    상기 셀 조작 힘의 변화를 측정하는 힘 센서를 구비하여 상기 조작 대상 셀 및 작업 도구의 조작 정보를 수집하여 출력하고 사용자의 도구 조작 명령을 전달받아 해당 작업 도구로 출력하는 햅틱부와;
    상기 출력된 시각 정보 및 조작 정보를 입력받아 사용자에게 제공하고 사용자의 셀 조작 명령을 추출부로 출력하며 사용자의 도구 조작 명령을 상기 햅틱부로출력하는 제어부와;
    상기 셀 조작 힘을 느끼고 트리거 정보를 출력하며 상기 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀을 조작하는 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫과;
    상기 셀 조작시 셀의 회전위치를 제어한 후에 상기 제어부로부터 전달받은 사용자의 도구 조작 명령에 따라 해당 셀의 위치를 고정시키는 홀딩 피펫을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 현미경은,
    형광기능이 있는 것으로 공촛점 현미경 또는 광학 현미경임을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 비전부는,
    상기 현미경에 의해 모니터링하여 획득한 시각 정보에 근거하는 회전위치 피드백 정보를 출력하여 상기 추출된 하나의 조작 대상 셀의 회전위치를 자동적으로 사용자가 원하는 회전위치 또는 미리 입력되어 있는 회전위치로 제어함을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 생체 모방형 스마트 마이크로 피펫은,
    상기 셀 조작시 조작 힘을 느끼는 물리적 힘 센서와;
    상기 셀 접촉시 트리거 정보를 출력하는 트리거 센서와;
    상기 셀 접촉으로 인한 트리거 신호 발생시 해당 셀의 투명대를 녹일 수 있는 화학물질을 터뜨리는 첨두부와;
    회전 및 임펙트 드라이브 방식으로 상기 셀 조작시 해당 셀에 최소 침습을 가하면서 정밀한 조작이 가능하게 하는 주입 매커니즘부와;
    상기 셀 조작에 필요한 화학물질 또는 생체물질의 주입이 가능하게 하는 주입구를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 트리거 센서는,
    상기 셀 표면의 전위차의 변화로 상기 트리거 신호를 출력하는 전기적 트리거 센서 또는 정자의 생체학적인 트리거 물질인 갈락토실전이효소를 수용하고 있는 생체적 트리거 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 시스템.
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