KR200440969Y1 - Quartz crystal microbalance biosensor apparatus - Google Patents

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KR200440969Y1
KR200440969Y1 KR2020070005721U KR20070005721U KR200440969Y1 KR 200440969 Y1 KR200440969 Y1 KR 200440969Y1 KR 2020070005721 U KR2020070005721 U KR 2020070005721U KR 20070005721 U KR20070005721 U KR 20070005721U KR 200440969 Y1 KR200440969 Y1 KR 200440969Y1
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cell
sample
biosensor chip
biosensor
crystal microbalance
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KR2020070005721U
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최석정
최병학
김성일
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강릉대학교산학협력단
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Abstract

본 고안은 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간편한 방법으로 수용체 분자를 센서 칩 표면에 고정시킬 수 있고 기상 또는 액상의 시험 대상물을 용이하게 센서와 접촉시킬 수 있으면서 안정된 신호를 얻을 수 있는, 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device, and more particularly, it is possible to fix the receptor molecules on the surface of the sensor chip in a simple manner and to easily contact the test object in the gas phase or liquid phase with the sensor. A crystal crystal microbalance (QCM) biosensor device capable of obtaining a stable signal.

본 고안에 의하면, QCM을 사용한 바이오센서 칩이 회로에 연결된 상태로 우물형 셀 (batch type cell)과 흐름형 셀 (flow type cell)의 상호 교체가 가능하여, 용이하게 정지상태의 시험 대상물과 흐름상태의 시험 대상물 모두의 측정을 가능하게 한다.According to the present invention, a biosensor chip using a QCM is connected to a circuit, and a batch type cell and a flow type cell can be interchanged with each other. Enables measurement of all test objects in a condition.

또한 본 고안에 의하면, 온도를 비롯한 주위 환경에 민감한 오실레이터 회로와 바이오센서 칩을 수용한 셀을 각각 독립된 체임버(chamber)에 격리시킨 구조를 채택하여 신호의 안정성을 높이게 된다.In addition, according to the present invention, the oscillator circuit and the cell containing the biosensor chip, which are sensitive to the surrounding environment, such as temperature, are adopted to separate the chambers into independent chambers, thereby improving signal stability.

수정결정 미소저울(QCM), 흐름형, 우물형, 바이오센서 Quartz Crystal Microbalance (QCM), Flow Type, Well Type, Biosensor

Description

수정결정 미소저울(QCM)바이오센서 장치{QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE BIOSENSOR APPARATUS}Quartz Crystal Microbalance (UCM) Biosensor Device {QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE BIOSENSOR APPARATUS}

도 1은 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치의 구성도.1 is a block diagram of a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device.

도 2a는 셀 하단부를 나타내는 도면.2A is a view showing a cell bottom part.

도 2b는 셀 하단부의 실제 모습을 나타내는 도면.Figure 2b is a view showing the actual appearance of the bottom of the cell.

도 2c는 셀 하단부에 QCM을 사용한 바이오센서 칩(이하 바이오센서 칩이라 한다)을 장착한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면.Figure 2c is a view showing the actual state of a state equipped with a biosensor chip (hereinafter referred to as biosensor chip) using a QCM at the bottom of the cell.

도 2d는 셀 하단부에 바이오센서 칩을 장착한 상태로 오실레이터에 연결한 상태를 나타내는 도면.Figure 2d is a view showing a state connected to the oscillator with a biosensor chip mounted on the lower end of the cell.

도 3a는 우물형 셀 상단부를 나타내는 도면.3A shows a well cell top end;

도 3b는 우물형 셀 상단부에 가이드를 부착한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면.Figure 3b is a view showing the actual state with the guide attached to the upper end of the well-shaped cell.

도 3c는 셀 하단부에 바이오센서 칩을 장착한 상태로 우물형 셀 상단부와 결합시킨 모습을 나타내는 도면.Figure 3c is a view showing a state coupled to the top of the well-type cell in a state in which the biosensor chip is mounted on the lower end of the cell.

도 4a는 흐름형 셀 상단부를 나타내는 도면.4A shows the flow cell upper end;

도 4b는 흐름형 셀 상단부에 가이드를 부착하고, 시료 유입용 튜브 및 시료 유출용 튜브를 삽입한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면.Figure 4b is a view showing the actual state of the state attached the guide, the sample inlet tube and the sample outlet tube is inserted into the upper end of the flow cell.

도 4c는 셀 하단부에 바이오센서 칩을 장착한 상태로 흐름형 셀 상단부와 결합시킨 모습을 나타내는 도면.Figure 4c is a view showing a state combined with the upper end of the flow-type cell with a biosensor chip mounted on the lower end of the cell.

도 5a는 오실레이터의 전극연결부와 셀 받침대를 나타내는 도면.5A is a view illustrating an electrode connection part and a cell support of an oscillator.

도 5b는 셀 하단부에 바이오센서 칩을 장착하고 바이오센서 칩에 연결된 접속선을 오실레이터의 전극 연결부에 연결한 상태를 나타내는 도면. 5B is a view illustrating a state in which a biosensor chip is mounted at a lower end of a cell and a connection line connected to the biosensor chip is connected to an electrode connection unit of an oscillator.

도 5c는 셀의 하단부와 우물형 셀 상단부가 결합된 상태로 오실레이터에 연결된 모습을 나타내는 도면.5C is a diagram illustrating a state in which a lower end of a cell and an upper end of a well cell are connected to an oscillator in a state of being coupled;

도 5d는 셀의 하단부와 흐름형 셀 상단부가 결합된 상태로 오실레이터에 연결된 모습을 나타내는 도면.FIG. 5D is a view illustrating a state in which a lower end of a cell and an upper end of a flow cell are connected to an oscillator.

도 6은 오실레이터와 바이오센서 칩을 격리하여 수용하는 두 개의 체임버(chamber)를 나타내는 도면.6 shows two chambers for isolating and receiving an oscillator and a biosensor chip.

도 7은 삼면이 개방되는 체임버 도어(chamber door)를 나타내는 도면.FIG. 7 shows a chamber door with three sides open;

도 8은 주입밸브와 셀 사이의 연결 구조를 나타내는 도면.8 is a view showing a connection structure between an injection valve and a cell.

도 9a는 바이오센서 칩이 공기중에 있을때, QCM 바이오센서 장치의 안정성을 나타내는 도면.9A illustrates the stability of a QCM biosensor device when the biosensor chip is in air.

도 9b는 흐름형 셀에서 바이오센서 칩이 50㎕/min의 속도로 흘러가는 완충용액과 접촉한 상태에서, QCM 바이오센서 장치의 안정성을 나타내는 도면.9b shows the stability of the QCM biosensor device in contact with a buffer solution flowing at a rate of 50 μl / min at the biosensor chip in the flow cell.

도 10은 시료 주입 후 주파수의 변화를 나타내는 도면.10 shows a change in frequency after sample injection.

도 11은 시료의 농도에 따른 주파수의 변화를 나타내는 도면.11 is a view showing a change in frequency according to the concentration of a sample.

본 고안은 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간편한 방법으로 수용체 분자를 센서 칩 표면에 고정시킬 수 있고 기상 또는 액상의 시험 대상물을 용이하게 센서와 접촉시킬 수 있으면서 안정된 신호를 얻을 수 있는, 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치에 관한 것이다. QCM은 분자가 센서의 표면과 반응하는 경우 수정결정의 진동수가 변동되는 현상을 이용한다. 수정결정의 진동은 오실레이터에 의하여 전기적 신호로 변환되며, 주파수 측정기는 이 전기적 신호를 이용하여 수정결정의 진동수를 계측한다. QCM은 기상 및 액상 대상물을 모두 측정할 수 있으며, 반응 분자의 농도에 대체로 비례하는 신호를 발생시킨다. 그러나 현재 사용되고 있는 QCM 시스템은 시험물이 센서와 접촉하도록 할 때 센서 위에 우물 형태의 공간을 만들거나 아니면 용액 시험물이 센서 위를 흘러가며 측정하는 두 가지 방식 가운데 하나를 선택하도록 되어있어 일련의 실험에서 두 가지 방식을 번갈아 사용하는 것이 불가능하였다.The present invention relates to a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device, and more particularly, it is possible to fix the receptor molecules on the surface of the sensor chip in a simple manner and to easily contact the test object in the gas phase or liquid phase with the sensor. A crystal crystal microbalance (QCM) biosensor device capable of obtaining a stable signal. QCM uses the phenomenon that the frequency of crystal crystals fluctuates when molecules react with the surface of the sensor. The vibration of the crystal is converted into an electrical signal by an oscillator, and the frequency meter uses the electrical signal to measure the frequency of the crystal. QCM can measure both gaseous and liquid objects and generates signals that are generally proportional to the concentration of the reacting molecules. Current QCM systems, however, are designed to create a well-shaped space on the sensor when the test specimen comes in contact with the sensor, or to choose one of two ways in which the solution specimen flows over the sensor. It was not possible to alternate between the two methods.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, QCM을 사용한 바이오센서 칩이 회로에 연결된 상태로 우물형 셀 (batch type cell)과 흐름형 셀 (flow type cell)의 상호 교체가 가능하여 용이하게 정지상태의 시험물과 흐 름상태의 시험물 모두의 측정이 가능한, 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and it is possible to interchange the batch type cell and the flow type cell with the biosensor chip using QCM connected to the circuit. It is an object of the present invention to provide a QCM biosensor device capable of easily measuring both the stationary test specimen and the test specimen in the flow state.

또한 신호의 안정성을 높이기 위해 온도를 비롯한 주위 환경에 민감한 오실레이터 회로와 바이오센서 칩을 수용한 셀을 각각 독립된 체임버에 격리시킨 구조의 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device in which an oscillator circuit sensitive to temperature and surrounding environment and a cell containing a biosensor chip are isolated in separate chambers to enhance signal stability. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치로서, 원판형태의 수정결정 미소저울(QCM), 상기 원판형태의 수정결정의 각 면에 마련된 금속 박막층, 상기 수정결정 미소저울의 양쪽 면에 마련된 금속 박막층 중에서 어느 하나의 금속 박막층 상에 형성된 자기조립(self-assembly) 단분자층, 및 상기 자기조립 단분자층 위에 고정된 수용체를 구비하는 바이오센서 칩(chip); 내부에 상기 바이오센서 칩을 수용하는 공간이 마련되고, 기상 또는 액상의 시료가 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀; 상기 바이오센서 칩의 각 면에 마련된 금속 박막층과 전기적으로 접속되고, 상기 셀의 외부로 연장되는 접속선; 상기 바이오센서 칩의 접속선과 연결되어, 상기 바이오센서 칩의 진동정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 오실레이터; 및 상기 오실레이터에서 출력되는 전기 신호로부터 상기 바이오센서 칩의 진동수를 측정하는 주파수 측정기;를 포함하며, 상기 셀은, 상기 바이오센서 칩을 수용하여 고정하는 셀 하단부를 구비하고, 상기 셀 하단부에는 상기 바이오센서 칩을 고정하기 위한 실리콘 받침대가 부착되며, 상기 셀 하단부에는, 흐르는 시료를 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀 상단부(이하 흐름형 셀 상단부라 한다) 또는 정지한 시료를 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀 상단부(이하 우물형 셀 상단부라 한다)가 선택적으로 결합되며, 상기 흐름형 셀 상단부 및 상기 우물형 셀 상단부는, 상기 셀 하단부에 수용된 상기 바이오센서 칩이 고정된 상태에서, 상기 셀 하단부에 탈착 가능하다.Crystal crystal microbalance (QCM) biosensor device according to the present invention in order to achieve the above object, a disk-like crystal crystal microbalance (QCM), a metal thin film layer provided on each side of the disk-shaped crystal crystal, the A biosensor chip having a self-assembly monomolecular layer formed on any one of the metal thin film layers provided on both sides of the quartz crystal microbalance, and a receptor fixed on the self-assembled monomolecular layer; A cell having a space for accommodating the biosensor chip therein and allowing a gaseous or liquid sample to contact the receptor of the biosensor chip; A connection line electrically connected to the metal thin film layers provided on each side of the biosensor chip and extending out of the cell; An oscillator connected to a connection line of the biosensor chip and converting vibration information of the biosensor chip into an electrical signal and outputting the electrical signal; And a frequency measuring device for measuring the frequency of the biosensor chip from the electrical signal output from the oscillator, wherein the cell has a lower end of a cell accommodating and fixing the biosensor chip, and a lower end of the cell A silicon pedestal for fixing a sensor chip is attached, and at the bottom of the cell, a cell upper end (hereinafter referred to as a flow cell upper end) or a stationary sample for allowing a flowing sample to contact the receptor of the biosensor chip. A cell upper end (hereinafter, referred to as a well cell upper end) for selectively contacting with a receptor of a sensor chip is selectively coupled, and the biosensor chip accommodated at the lower end of the flow cell and the well cell upper end may be In a fixed state, the cell is removable at the lower end.

상기 흐름형 셀 상단부는, 시료 유입용 튜브 및 시료 유출용 튜브를 삽입하는 구멍을 구비하고, 상기 구멍에는 각각 시료 유입용 튜브의 일 단부 및 시료 유출용 튜브의 일 단부가 삽입되는 것이 바람직하다.The upper end of the flow cell includes a hole for inserting a sample inlet tube and a sample outlet tube, and one end of the sample inlet tube and one end of the sample outlet tube are respectively inserted into the hole.

바람직하게, 상기 흐름형 셀 상단부는, 상기 시료 유입용 튜브 및 상기 시료 유입 구멍을 통해 유입된 시료가 상기 바이오센서 칩과 접촉하는 공간(이하 흐름형 시료 접촉공간이라 한다)을 구비할 수 있다.Preferably, the upper end of the flow cell may include a space (hereinafter referred to as a flow sample contact space) in which the sample introduced through the sample inlet tube and the sample inlet hole contacts the biosensor chip.

상기 흐름형 셀 상단부는, 상기 흐름형 시료 접촉공간의 둘레에 원형의 홈을 구비하고, 상기 원형의 홈에는, 상기 셀 하단부와 상기 흐름형 셀 상단부의 결합시 시료가 새어나가는 것을 방지하는 원형의 링이 부착되는 것이 좋다.The upper portion of the flow cell has a circular groove around the flow sample contact space, and the circular groove has a circular shape that prevents the sample from leaking when the lower end of the cell and the upper portion of the flow cell are coupled to each other. It is recommended that the ring be attached.

바람직하게, 상기 셀 하단부는, 바이오센서 칩 수용시, 수용된 바이오센서 칩의 아랫면 전극이 상기 셀 하단부 면과 직접 접촉하지 않게 하는 원형의 홈을 구비하고, 상기 원형의 홈에는 상기 바이오센서 칩을 지지하는 원형의 링이 부착되는 것일 수 있다.Preferably, the lower end of the cell has a circular groove that prevents the bottom electrode of the received biosensor chip from directly contacting the lower surface of the cell when the biosensor chip is accommodated, and supports the biosensor chip in the circular groove. The ring may be attached to.

상기 우물형 셀 상단부는, 주입된 시료가 상기 바이오센서 칩과 접촉하는 공간(이하 우물형 시료 접촉공간이라 한다)을 구비할 수 있다.The upper end of the well-type cell may include a space (hereinafter, referred to as a well-type sample contact space) in which the injected sample contacts the biosensor chip.

상기 우물형 셀 상단부는, 상기 우물형 시료 접촉공간의 둘레에 원형의 홈을 구비하고, 상기 원형의 홈에는, 상기 셀 하단부와 상기 흐름형 셀 상단부의 결합시 시료가 새어나가는 것을 방지하는 원형의 링이 부착되는 것이 좋다.The well-type cell upper end portion has a circular groove around the well-type sample contact space, and the circular groove has a circular shape that prevents the sample from leaking when the cell lower portion and the flow-type cell upper portion are coupled together. It is recommended that the ring be attached.

상기 오실레이터는 상기 바이오센서 칩의 접속선과 연결된 상태로, 상기 바이오센서 칩을 수용한 셀과 격리된 체임버(chamber)에 위치하는 것이 바람직하다.The oscillator is preferably connected to a connection line of the biosensor chip, and is located in a chamber separate from the cell containing the biosensor chip.

상기 시료 유입용 튜브의 일 단부의 반대편 단부는 상기 셀로 전달될 용매를 주입하는 주사기 펌프와 연결될 수 있다.An opposite end of one end of the sample inlet tube may be connected to a syringe pump for injecting a solvent to be delivered to the cell.

상기 시료 유입용 튜브의 일 지점에는 시료의 주입을 제어하는 주입 밸브가 설치된 것이 바람직하다.One point of the sample inlet tube is preferably provided with an injection valve for controlling the injection of the sample.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors will properly describe the concept of terms in order to best explain their own design. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치(100)의 구성도이다. 도면을 참조하면, 수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치(100)는, QCM을 사용한 바이오센서 칩(이하 바이오센서 칩이라 한다)(105) 및 이를 수용하는 셀(110), 바이오센서 칩(105)에 전기를 공급하고 바이오센서 칩(105)의 진동정보를 주파수 측정기로 보내주는 오실레이터(120), 바이오센서 칩(105)과 오실레이터(120)를 연결하는 접속선(115), 오실레이터(120)로부터 출력되는 신호의 주파수를 측정하는 주파수 측정기 (frequency counter)(125), 실시간에 주파수의 변화를 볼 수 있게 해주는 컴퓨터(130), 용매를 이송하는 주사기 펌프(135), 시료의 주입을 제어하는 주입 밸브(140), 흐름형 셀(110)에서 바이오센서 칩(105)을 거친 시료 용액을 수거하는 수거용 컵(145) 및 오실레이터(120)에 전원을 공급하는 전원부(150)로 구성되어있다. 본 도면에서는 흐르는 시료에 대한 측정 장치가 도시되어 있으나, 정지한 시료에 대한 측정도 가능하며, 정지시료의 측정을 위한 우물형 셀 및, 흐르는 시료 측정을 위한 흐름형 셀에 대하여는 도 3 내지 도 4를 참조하여 후술한다.1 is a block diagram of a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device 100. Referring to the drawings, the quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device 100, a biosensor chip (hereinafter referred to as a biosensor chip) 105 using the QCM, a cell 110, and a biosensor chip (receiving the same) Oscillator 120 to supply electricity to the 105 and sends vibration information of the biosensor chip 105 to the frequency measuring instrument, a connection line 115 connecting the biosensor chip 105 and the oscillator 120, the oscillator 120 Frequency counter 125 to measure the frequency of the signal output from the computer, computer 130 to view the change in frequency in real time, the syringe pump to transfer the solvent 135, controlling the injection of the sample Is composed of an injection valve 140, a collection cup 145 for collecting the sample solution passed through the biosensor chip 105 in the flow cell 110, and a power supply unit 150 for supplying power to the oscillator 120. . Although the measuring apparatus for the flowing sample is shown in the drawing, the measuring of the stationary sample is also possible, and the well-type cell for the measurement of the stationary sample and the flow-type cell for the measurement of the flowing sample are illustrated in FIGS. 3 to 4. It will be described later with reference to.

도 2a는 셀 하단부(20)를 나타내는 도면이다. 셀 하단부(20)에는 바이오센서 칩(25)(도 2c에 도시)의 크기에 맞는 사각 홈(28)이 있고 그 사각 홈(28) 안에 다시 실리콘 원형 링(22)을 수용하는 원형 홈(21)이 있다. 실리콘 원형 링(22)의 내부 지름은 바이오센서 칩(25) 전극의 지름보다 약간 더 크게 되어 있다. 결과적으로 바이오센서 칩(25)의 두 면 가운데 셀 하단부(20)를 향하는 면은 공기와 접촉한 상태가 되어 반대쪽 면이 액체와 접촉한 상태에서도 바이오센서 칩(25)이 진동할 수 있다. 사각 홈(28) 앞에는 바이오센서 칩(25) 고정용 실리콘 받침대(23)를 부착 하는 홈(29)이 있다. 바이오센서 칩(25)이 장착되는 반대편에는 셀 상단부에 있는 가이드가 끼워지는 홈(24)이 있다. 이 받침대(23)의 위쪽에는 홈(23.1)이 있어 바이오센서 칩(25)의 접속선(26)(도 2c에 도시)을 수용할 수 있다. 실리콘 받침대(23)의 탄성과 마찰력으로 인하여 바이오센서 칩(25)은 그 공간에 압착된 상태로 고정될 수 있다. 이와 같이 셀 상단부가 없는 상태에서도 바이오센서 칩(25)이 셀 하단부(20)에 고정되기 때문에 도 2d와 같이 바이오센서 칩(25)을 오실레이터 회로(27)에 연결하는 것이 가능하다. 2A is a diagram illustrating the cell lower end 20. The cell bottom portion 20 has a square groove 28 that fits the size of the biosensor chip 25 (shown in FIG. 2C) and has a circular groove 21 receiving the silicon circular ring 22 in the square groove 28 again. There is. The inner diameter of the silicon circular ring 22 is slightly larger than the diameter of the electrode of the biosensor chip 25. As a result, the two surfaces of the biosensor chip 25 toward the lower end of the cell 20 are in contact with air, and the biosensor chip 25 may vibrate even when the opposite surface is in contact with the liquid. In front of the square groove 28 is a groove 29 for attaching the silicon support 23 for fixing the biosensor chip 25. On the opposite side to which the biosensor chip 25 is mounted, there is a groove 24 into which the guide at the top of the cell is fitted. A groove 23.1 is provided above the pedestal 23 to accommodate the connection line 26 (shown in FIG. 2C) of the biosensor chip 25. Due to the elasticity and friction of the silicone pedestal 23, the biosensor chip 25 may be fixed in a compressed state. As described above, since the biosensor chip 25 is fixed to the cell lower end 20 even in the absence of the upper end of the cell, the biosensor chip 25 may be connected to the oscillator circuit 27 as shown in FIG. 2D.

도 2b는 셀 하단부(20)의 실제 모습을 나타내는 도면이다.2B is a view showing the actual appearance of the cell lower end 20.

도 2c는 셀 하단부(20)에 바이오센서 칩(25)을 장착한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면이다. 실리콘 받침대(23)의 위에 있는 홈(23.1)에 바이오센서 칩(25)의 접속선(26)이 수용된 상태가 도시되어 있다.2C is a diagram illustrating an actual state of a state in which the biosensor chip 25 is mounted on the cell lower end 20. The state in which the connecting line 26 of the biosensor chip 25 is accommodated in the groove 23.1 above the silicon pedestal 23 is shown.

도 2d는 셀 하단부(20)에 바이오센서 칩(25)을 장착한 상태로 오실레이터(27)에 연결한 상태를 나타내는 도면이다.2D is a diagram illustrating a state in which the biosensor chip 25 is mounted on the cell lower end 20 and connected to the oscillator 27.

도 3a는 우물형 셀 상단부(30)를 나타내는 도면이다. 우물형 셀 상단부(30)에는 바이오센서 칩(25) 전극보다 약간 큰 크기의 구멍(34)이 뚫려있고 구멍의 한쪽에 셀 하단부(20)에서 사용된 것과 동일한 실리콘 원형 링(32)을 수용할 수 있는 홈(31)이 있다. 반대편 홈(33)에는 가이드(35)(도 3b에 도시)가 부착된다.3A shows a well cell upper end 30. The well-shaped cell upper end 30 has a hole 34 that is slightly larger than the electrode of the biosensor chip 25 and on one side of the hole accommodates the same silicon circular ring 32 as used in the cell lower end 20. There is a groove 31 that can be. Guide 35 (shown in FIG. 3B) is attached to opposite groove 33.

도 3b는 우물형 셀 상단부(30)에 가이드(35)를 부착한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면이다.3B is a view showing the actual state of the guide 35 is attached to the well-type cell upper end 30.

도 3c는 셀 하단부(20)에 바이오센서 칩(25)을 장착한 상태로 우물형 셀 상 단부(30)와 결합시킨 모습을 나타내는 도면이다. 가이드(35)가 하단부 홈(24)에 꼭 맞도록 우물형 셀 상단부(30)를 셀 하단부(20) 위에 덮으면 바이오센서 칩(25)은 셀 하단부(20) 및 우물형 셀 상단부(30)에 있는 두 개의 실리콘 원형 링(22,32) 사이에 위치하게 되고 바이오센서 칩(25)의 위쪽 전극 위에는 원형의 우물(36)이 만들어진다. 따라서 이 우물(36)에 액체 시료를 넣어주면 바이오센서 칩(25)의 위쪽 전극이 액체 시료와 접촉할 수 있게 된다.FIG. 3C is a view illustrating a state in which the biosensor chip 25 is mounted on the cell lower end 20 and coupled to the well-type cell upper end 30. When the guide 35 covers the well cell upper end 30 over the cell lower end 20 so that the guide 35 fits snugly with the lower groove 24, the biosensor chip 25 is connected to the cell lower end 20 and the well cell upper end 30. It is positioned between two silicon circular rings 22 and 32 which are present and a circular well 36 is made on the upper electrode of the biosensor chip 25. Therefore, when the liquid sample is put into the well 36, the upper electrode of the biosensor chip 25 may come into contact with the liquid sample.

도 4a는 흐름형 셀 상단부(40)를 나타내는 도면이다. 흐름형 셀의 상단부(40)에는 셀 하단부(20)에서 사용한 것과 동일한 원형 링(42)을 수용할 수 있는 홈(41)이 있고 이 홈에 튜브의 삽입을 위한 두 개의 작은 구멍(43)이 있다. 반대편 홈(44)에는 가이드(48)(도 4b에 도시)가 부착된다. 4A is a diagram illustrating a flow cell upper end 40. At the top end 40 of the flow cell there is a groove 41 which can receive the same circular ring 42 used in the cell bottom 20 and there are two small holes 43 for the insertion of the tube. have. Guide 48 (shown in FIG. 4B) is attached to opposite groove 44.

도 4b는 흐름형 셀 상단부(40)에 가이드(48)를 부착하고, 시료 유입용 튜브(45) 및 시료 유출용 튜브(46)를 두 개의 작은 구멍(43)에 삽입한 상태의 실제 모습을 나타내는 도면이다. 구멍의 위치는 실리콘 원형 링(42)을 부착했을 때 실리콘 원형 링(42)의 안쪽 면에 접하도록 되어있어 시료 유입용 튜브(45)로 흘러 들어온 액체가 전체 면을 덮은 후에 시료 유출용 튜브(46)로 흘러 나가게 되어있다. 흐름형 셀 상단부(40)로 연결되는 시료 유입용 튜브(45)와 주입 밸브(140)로부터의 튜브를 연결할 때 dead volume이 없는 luer lock connector(47)을 사용하면, 간편한 연결이 가능하고 실험에 필요한 압력을 견딜 수 있으며 연결부에서 부피 증가로 인한 시료의 희석을 방지할 수 있다. 흐름형 셀 상단부(40) 역시 가이드(48)가 있어 이 가이드(48)가 셀 하단부 홈(24)에 꼭 맞도록 흐름형 셀 상단부(40)를 덮으면 바이오센서 칩(25)은 셀 하단부(20) 및 흐름형 셀 상단부(40)에 있는 두 개의 실리콘 원형 링(22,42) 사이에 위치하게 되고 바이오센서 칩(25)의 위쪽 전극과 흐름형 셀 상단부(40) 사이에는 액체가 흐를 수 있는 작은 공간이 만들어진다. 이 공간의 두께는 액체의 원활한 흐름을 보장하면서 부피가 최소화되도록 조정되어 정밀한 측정이 가능하다.4B shows the actual state of attaching the guide 48 to the flow cell upper end 40 and inserting the sample inlet tube 45 and the sample outlet tube 46 into the two small holes 43. It is a figure which shows. The position of the hole is in contact with the inner surface of the silicon circular ring 42 when the silicon circular ring 42 is attached, so that the liquid flowing into the sample inlet tube 45 covers the entire surface, and then the sample outlet tube ( 46). When connecting the sample inlet tube 45 connected to the flow cell upper part 40 and the tube from the inlet valve 140, a luer lock connector 47 without dead volume is used for easy connection and experiment. It can withstand the required pressure and prevent dilution of the sample due to increased volume at the connection. The flow cell top 40 also has a guide 48 so that the bio-sensor chip 25 is the cell bottom 20 when the guide 48 covers the flow cell top 40 so that it fits snugly into the cell bottom groove 24. And between the two silicon circular rings 22 and 42 on the flow cell top 40 and between the upper electrode of the biosensor chip 25 and the flow cell top 40. Small space is created. The thickness of this space is adjusted to minimize the volume while ensuring a smooth flow of the liquid for precise measurement.

도 4c는 셀 하단부(20)에 바이오센서 칩(25)을 장착한 상태로 흐름형 셀 상단부(40)와 결합시킨 모습을 나타내는 도면이다.4C is a view illustrating a state in which the biosensor chip 25 is mounted on the cell lower end 20 and coupled to the flow cell upper end 40.

도 5a는 오실레이터(50)의 전극연결부(51)와 셀 받침대(52)를 나타내는 도면이다. 상기 셀 받침대(52) 위에 흐름형 셀 또는 우물형 셀이 놓여지고, 바이오센서 칩(25)으로부터의 접속선(26)이 상기 전극연결부(51)에 삽입되어 연결된다.5A is a diagram illustrating an electrode connection part 51 and a cell pedestal 52 of the oscillator 50. A flow cell or a well cell is placed on the cell support 52, and a connection line 26 from the biosensor chip 25 is inserted into and connected to the electrode connector 51.

도 5b는 셀 하단부(20)에 바이오센서 칩(25)을 장착하고 바이오센서 칩(25)에 연결된 접속선(26)을 오실레이터(50)의 전극 연결부(51)에 연결한 상태를 나타내는 도면이다. FIG. 5B is a view illustrating a state in which the biosensor chip 25 is mounted on the lower end of the cell 20 and the connection line 26 connected to the biosensor chip 25 is connected to the electrode connection part 51 of the oscillator 50. .

도 5c는 셀의 하단부(20)와 우물형 셀 상단부(30)가 결합된 상태로 오실레이터(50)에 연결된 모습을 나타내는 도면이다. 클램프(53)는 셀의 하단부(20)와 우물형 셀 상단부(30)의 결합을 견고하게 해 주는 역할을 한다.5C is a view illustrating a state in which the lower end 20 of the cell and the well type cell upper end 30 are connected to the oscillator 50 in a coupled state. The clamp 53 serves to secure the coupling of the lower end 20 of the cell and the well type cell upper end 30.

도 5d는 셀의 하단부(20)와 흐름형 셀 상단부(40)가 결합된 상태로 오실레이터(50)에 연결된 모습을 나타내는 도면이다. 클램프(54)는 셀의 하단부(20)와 흐름형 셀 상단부(40)의 결합을 견고하게 해 주는 역할을 한다.FIG. 5D is a view illustrating a state in which the lower end 20 of the cell and the flow cell upper end 40 are connected to the oscillator 50 in a coupled state. The clamp 54 serves to secure the coupling of the lower end 20 and the flow cell upper end 40 of the cell.

도 6은 오실레이터(64)와 바이오센서 칩(25)을 격리하여 수용하는 두 개의 체임버(chamber)를 나타내는 도면이다. 왼쪽 점선(61)으로 표시한 부분의 안쪽 공간이 오실레이터(64)가 존재하는 오실레이터 체임버이며, 오른쪽 점선(62)으로 표시한 부분의 안쪽 공간이 바이오센서 칩(25)을 포함하는 셀이 존재하는 바이오센서 칩 셀 체임버이다. 도 6에는 셀 받침대(65)만이 도시되어 있다. 신호의 안정성을 높이기 위해 온도를 비롯한 주위 환경에 민감한 오실레이터 회로(64)와 바이오센서 칩(25)을 각각 독립된 체임버에 격리시킨 구조를 나타낸다. 두 체임버는 체임버 격리 벽(63)에 의해 격리되어 있고, 도 5a의 전극연결부(51)만이 바이오센서 칩 셀 체임버 쪽으로 노출되어 접속선(26)이 삽입될 수 있도록 한다. FIG. 6 shows two chambers that isolate and accommodate the oscillator 64 and the biosensor chip 25. The inner space of the portion indicated by the left dotted line 61 is an oscillator chamber, and the inner space of the portion indicated by the right dotted line 62 includes the cell including the biosensor chip 25. It is a biosensor chip cell chamber. Only the cell pedestal 65 is shown in FIG. 6. In order to increase the signal stability, the oscillator circuit 64 and the biosensor chip 25 sensitive to temperature and the surrounding environment are separated from each other in an independent chamber. The two chambers are isolated by the chamber isolation wall 63, and only the electrode connection 51 of FIG. 5A is exposed toward the biosensor chip cell chamber so that the connecting line 26 can be inserted.

도 7은 삼면이 개방되는 체임버 도어(chamber door)(70)를 나타내는 도면이다. 체임버 도어는 도어를 열었을 때 도시된 바와 같이 앞과 위 그리고 옆면이 개방되도록 만들었기 때문에 사용자가 바이오센서 칩을 장착하거나 분리할 때 또 우물형 셀에 시료를 넣거나 제거할 때 매우 편리한 구조이다.FIG. 7 is a view showing a chamber door 70 in which three surfaces are opened. The chamber door is designed to open the front, top and side as shown when the door is opened, making it very convenient for the user to insert or remove the biosensor chip and to insert or remove the sample into the well cell.

도 8은 시료 주입밸브(81)와 셀 사이의 연결 구조를 나타내는 도면이다. 주입밸브(81)에 연결된 튜브(82) 및 흐름형 셀 상단부(40)로의 시료 유입용 튜브(84)와, 이 두 튜브의 연결시 dead volume이 없게 하는 luer lock connector(83), 그리고 시료 유출용 튜브(85)가 도시되어 있다. 본 도면에는 도시되지 아니하였으나 도 1에 도시된 주사기 펌프(135)는 완충용액을 시료 주입밸브로 공급하여 시료가 상기 완충용액에 포함되어 셀로 전달되도록 한다. 완충용액의 이송을 위해 주사기 펌프(135)를 사용함으로써 맥동이 없이 완충용액이 셀로 유입된다. 또 3-방향 마개(3-way stopcock,미도시)를 주사기 펌프의 단부에 달아, 주사기와 완충용액을 담 고 있는 병과 바이오센서 칩 셀을 각각 튜브로 연결해 놓을 수 있다. 여기에서 주사기와 셀이 연결되도록 밸브를 조정한 상태에서 주사기를 밀면 완충용액이 셀로 유입되지만 주사기와 병이 연결되도록 밸브를 조정한 상태에서 주사기를 당기면 완충용액이 주사기로 유입된다. 이와 같은 방식으로 튜브를 분리하지 않고도 주사기에 완충용액을 채우는 작업과 셀에 완충용액을 공급하는 작업 사이에서 간편하게 전환할 수 있다.8 is a view showing a connection structure between the sample injection valve 81 and the cell. A sample inlet tube 84 to the flow cell top 40 and a tube 82 connected to the inlet valve 81, a luer lock connector 83 to ensure no dead volume when connecting these two tubes, and a sample outlet A tube 85 is shown. Although not shown in the figure, the syringe pump 135 shown in FIG. 1 supplies a buffer solution to the sample injection valve so that the sample is included in the buffer solution and delivered to the cell. By using the syringe pump 135 to transfer the buffer solution, the buffer solution is introduced into the cell without pulsation. A three-way stopcock (not shown) can also be attached to the end of the syringe pump to connect the vials of the syringe and buffer solution to the biosensor chip cells. Here, when the syringe is pushed while the valve is adjusted to connect the syringe and the cell, the buffer solution flows into the cell. However, when the syringe is pulled while the valve is adjusted to connect the syringe and the bottle, the buffer solution flows into the syringe. In this way it is easy to switch between filling the syringe with buffer and feeding the cell with buffer without having to remove the tube.

도 9a는 QCM이 공기중에 있을때, QCM 바이오센서 장치(100)의 안정성을 나타내는 도면이다. 바이오센서 칩의 민감도를 높이기 위해서는 노이즈를 최소화하는 것이 매우 중요하다. 따라서 이 고안에서는 도 1 내지 도 8을 참조하여 전술한 바와 같이, 전극에 도선이 접착된 바이오센서 칩을 수용할 수 있는 셀, 전극 단자와 전원의 연결을 단단하게 해주는 전극연결부, 셀을 전체 장치에 고정시킬 수 있는 받침대 구조, 바이오센서 칩이 환경의 영향을 받지 않도록 설계한 체임버 등을 고안하여 노이즈를 줄이도록 하였다. 그 결과 도 9a에서 보는 것처럼 전극 표면에 아무런 처리를 하지 않은 바이오센서 칩을 공기 중에 놓아두었을 때 노이즈는 ±0.3Hz 이하이고 드리프트(drift)가 거의 없어 매우 안정한 것을 확인할 수 있다.9A is a diagram showing the stability of the QCM biosensor device 100 when the QCM is in air. In order to increase the sensitivity of the biosensor chip, it is very important to minimize noise. Therefore, in this design, as described above with reference to FIGS. 1 to 8, a cell capable of accommodating a biosensor chip to which an electrode is attached to an electrode, an electrode connection part for tightly connecting an electrode terminal, and a power supply to the entire device It is designed to reduce noise by designing a pedestal structure that can be fixed in the chamber and a chamber designed to prevent the biosensor chip from being affected by the environment. As a result, as shown in FIG. 9A, when the biosensor chip without any treatment on the electrode surface is placed in the air, the noise is less than ± 0.3 Hz and there is almost no drift.

도 9b는 흐름형 셀에서 바이오센서 칩이 50㎕/min의 속도로 흘러가는 완충용액과 접촉한 상태에서, QCM 바이오센서 장치(100)의 안정성을 나타내는 도면이다. 바이오센서 칩을 흐름형 셀에 장착하고 완충용액을 50㎕/min의 속도로 흘려주었을 때에도 노이즈는 ±0.5Hz 이하이고 드리프트가 거의 없어 뛰어난 안정성을 가지고 있는 것이 확인된다. 고유 진동수가 10MHz인 QCM의 경우 1Hz의 주파수 변화가 약 0.9ng의 질량 변화에 해당하기 때문에 이 QCM 바이오센서 장치는 나노 그램 수준의 질량 변화를 감지할 수 있는 것으로 평가된다.FIG. 9B is a diagram illustrating the stability of the QCM biosensor device 100 in a state in which the biosensor chip is in contact with a buffer solution flowing at a rate of 50 μl / min in a flow cell. When the biosensor chip is mounted in the flow cell and the buffer solution is flowed at a rate of 50 μl / min, the noise is less than ± 0.5 Hz and there is almost no drift. For a QCM with a natural frequency of 10 MHz, the frequency change of 1 Hz corresponds to a mass change of about 0.9 ng, so the QCM biosensor device is estimated to be able to detect mass changes on the order of nanograms.

도 10은 시료 주입 후 주파수의 변화를 나타내는 도면이다. 이 바이오센서 장치의 실제 작동 여부를 확인하기 위해 바이오센서 칩 전극 표면에 수용체로서 소 헵토글로빈에 대한 항체 (anti-bovine haptoglobin antibody)를 고정시키고 여기에 소 헵토글로빈 단백질을 흘려보내며 측정한 도면이다. 그 결과 시료 주입 후 1분 정도 지난 후에 신호가 나타나기 시작하였으며 5분 이내에 분석이 완료되었다. 이와 같이 신속한 분석이 가능하게 된 것은 주입 밸브로부터 셀까지의 거리와 부피를 최소화한 것 때문이다. 그리고 신호가 처음 시작되는 부분의 지연 현상이 매우 작은 것으로 나타났다. 이와 같은 지연은 주입된 시료의 앞부분이 완충용액과 섞여 희석되면서 일어나는 현상인데 이 고안에서는 dead volume이 없는 connector 사용, 주입 밸브로부터 셀까지 거리와 부피의 최소화, 흐름형 셀 내부 부피의 최소화 등을 통해 지연 현상을 감소시킬 수 있었다.10 is a view showing a change in frequency after sample injection. In order to confirm the actual operation of the biosensor device, an anti-bovine haptoglobin antibody was immobilized on the surface of the biosensor chip electrode as a receptor, and the heptoglobin protein was flowed and measured. to be. As a result, a signal began to appear about 1 minute after the sample was injected and the analysis was completed within 5 minutes. This rapid analysis was possible because of the minimum distance and volume from the injection valve to the cell. The delay at the beginning of the signal is very small. This delay occurs when the front part of the injected sample is diluted with the buffer solution. In this design, the connector has no dead volume, minimizes the distance and volume from the injection valve to the cell, and minimizes the volume inside the flow cell. The delay could be reduced.

도 11은 시료의 농도에 따른 주파수의 변화를 나타내는 도면이다. 서로 다른 농도의 헵토글로빈을 포함하는 시료를 주입했을 때 주파수 변화량을 그래프로 그린 것인데 헵토글로빈 농도에 따라 주파수 변화가 매우 정확하고 민감하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 그 외에도 삼면이 개방되는 체임버 구조로 인하여 실험에 필요한 조작이 매우 용이해졌고 펌프에 있는 주사기의 연결구조로 인하여 완충용액의 보충이 간편해지는 효과를 얻을 수 있었다.11 is a diagram illustrating a change in frequency according to the concentration of a sample. When the samples containing different concentrations of heptoglobin are injected, the frequency change is graphed. It can be seen that the frequency change is very accurate and sensitive according to the heptoglobin concentration. In addition, the three-sided open chamber structure facilitated the operation required for the experiment, and the connection structure of the syringe in the pump was able to obtain the effect of simplifying the replenishment of the buffer solution.

이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

본 고안에 의하면, QCM을 사용한 바이오센서 칩이 회로에 연결된 상태로 우물형 셀 (batch type cell)과 흐름형 셀 (flow type cell)의 상호 교체가 가능하여 용이하게 정지상태의 시험물과 흐름상태의 시험물 모두의 측정이 가능하게 되는 효과가 있다.According to the present invention, a biosensor chip using a QCM is connected to a circuit, and a batch type cell and a flow type cell can be interchanged with each other. There is an effect that enables the measurement of all of the test specimens.

또한 본 고안에 의하면, 온도를 비롯한 주위 환경에 민감한 오실레이터 회로와 바이오센서 칩을 수용한 셀을 각각 독립된 체임버에 격리시킨 구조를 채택하여 신호의 안정성을 높이는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is effective to increase the signal stability by adopting a structure in which the cells containing the oscillator circuit and the biosensor chip sensitive to the ambient environment, such as temperature, are isolated in separate chambers.

Claims (10)

수정결정 미소저울(QCM) 바이오센서 장치로서,As a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor device, 원판형태의 수정결정 미소저울(QCM), 상기 원판형태의 수정결정의 각 면에 마련된 금속 박막층, 상기 수정결정 미소저울의 양쪽 면에 마련된 금속 박막층 중에서 어느 하나의 금속 박막층 상에 형성된 자기조립(self-assembly) 단분자층, 및 상기 자기조립 단분자층 위에 고정된 수용체를 구비하는 바이오센서 칩(chip);Self-assembly formed on any one metal thin film layer of a disk-shaped quartz crystal microbalance (QCM), the metal thin film layer provided on each side of the disk-shaped crystal crystal, the metal thin film layer provided on both sides of the quartz crystal microbalance a biosensor chip having a monolayer and an acceptor immobilized on the self-assembled monolayer; 내부에 상기 바이오센서 칩을 수용하는 공간이 마련되고, 기상 또는 액상의 시료가 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀;A cell having a space for accommodating the biosensor chip therein and allowing a gaseous or liquid sample to contact the receptor of the biosensor chip; 상기 바이오센서 칩의 각 면에 마련된 금속 박막층과 전기적으로 접속되고, 상기 셀의 외부로 연장되는 접속선;A connection line electrically connected to the metal thin film layers provided on each side of the biosensor chip and extending out of the cell; 상기 바이오센서 칩의 접속선과 연결되어, 상기 바이오센서 칩의 진동정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 오실레이터; 및An oscillator connected to a connection line of the biosensor chip and converting vibration information of the biosensor chip into an electrical signal and outputting the electrical signal; And 상기 오실레이터에서 출력되는 전기 신호로부터 상기 바이오센서 칩의 진동수를 측정하는 주파수 측정기;A frequency meter for measuring the frequency of the biosensor chip from the electrical signal output from the oscillator; 를 포함하며,Including; 상기 셀은, 상기 바이오센서 칩을 수용하여 고정하는 셀 하단부를 구비하고,The cell has a cell lower end for receiving and fixing the biosensor chip, 상기 셀 하단부에는 상기 바이오센서 칩을 고정하기 위한 실리콘 받침대가 부착되며,A silicon pedestal for fixing the biosensor chip is attached to the lower end of the cell, 상기 셀 하단부에는, 흐르는 시료를 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀 상단부(이하 흐름형 셀 상단부라 한다) 또는 정지한 시료를 상기 바이오센서 칩의 수용체와 접촉할 수 있게 하는 셀 상단부(이하 우물형 셀 상단부라 한다)가 선택적으로 결합되며,At the lower end of the cell, a cell upper end (hereinafter referred to as a flow-type cell upper end) for allowing a flowing sample to contact the receptor of the biosensor chip or a cell upper end for allowing a stationary sample to contact the receptor of the biosensor chip. (Hereinafter referred to as the top of a well cell) is selectively combined, 상기 흐름형 셀 상단부 및 상기 우물형 셀 상단부는, 상기 셀 하단부에 수용된 상기 바이오센서 칩이 고정된 상태에서, 상기 셀 하단부에 탈착 가능한The upper end of the flow type cell and the upper end of the well type cell may be detachable from the lower end of the cell while the biosensor chip accommodated in the lower end of the cell is fixed. 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline microbalance biosensor device. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 흐름형 셀 상단부는,The upper part of the flow cell, 시료 유입용 튜브 및 시료 유출용 튜브를 삽입하는 구멍을 구비하고,A hole for inserting a sample inlet tube and a sample outlet tube; 상기 구멍에는 각각 시료 유입용 튜브의 일 단부 및 시료 유출용 튜브의 일 단부가 삽입되는 것One end of the sample inlet tube and one end of the sample outlet tube are inserted into the holes, respectively. 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 흐름형 셀 상단부는,The upper part of the flow cell, 상기 시료 유입용 튜브 및 상기 시료 유입 구멍을 통해 유입된 시료가 상기 바이오센서 칩과 접촉하는 공간(이하 흐름형 시료 접촉공간이라 한다)을 구비하는 것And a space (hereinafter referred to as a flow type sample contact space) for contacting the biosensor chip with the sample introduced through the sample introduction tube and the sample introduction hole. 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 흐름형 셀 상단부는,The upper part of the flow cell, 상기 흐름형 시료 접촉공간의 둘레에 원형의 홈을 구비하고,A circular groove is provided around the flow sample contact space, 상기 원형의 홈에는, 상기 셀 하단부와 상기 흐름형 셀 상단부의 결합시 시료가 새어나가는 것을 방지하는 원형의 링이 부착되는 것A circular ring is attached to the circular groove to prevent the sample from leaking when the lower end of the cell and the upper end of the flow cell are coupled to each other. 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 셀 하단부는,The lower end of the cell, 바이오센서 칩 수용시, 수용된 바이오센서 칩의 아랫면 전극이 상기 셀 하단부 면과 직접 접촉하지 않게 하는 원형의 홈을 구비하고,When receiving the biosensor chip, the bottom electrode of the received biosensor chip is provided with a circular groove that does not directly contact the bottom surface of the cell, 상기 원형의 홈에는 상기 바이오센서 칩을 지지하는 원형의 링이 부착되는 것The circular groove is attached to the circular ring for supporting the biosensor chip 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 우물형 셀 상단부는,The well cell upper end, 주입된 시료가 상기 바이오센서 칩과 접촉하는 공간(이하 우물형 시료 접촉공간이라 한다)을 구비하는 것With a space (hereinafter referred to as a well type sample contact space) in which the injected sample comes into contact with the biosensor chip 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 우물형 셀 상단부는,The well cell upper end, 상기 우물형 시료 접촉공간의 둘레에 원형의 홈을 구비하고,A circular groove is provided around the well-type sample contact space, 상기 원형의 홈에는, 상기 셀 하단부와 상기 흐름형 셀 상단부의 결합시 시료가 새어나가는 것을 방지하는 원형의 링이 부착되는 것A circular ring is attached to the circular groove to prevent the sample from leaking when the lower end of the cell and the upper end of the flow cell are coupled to each other. 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 오실레이터는, 상기 바이오센서 칩의 접속선과 연결된 상태로, 상기 바이오센서 칩을 수용한 셀이 위치하는 체임버(chamber)와 격리된 체임버에 위치하는 것The oscillator is connected to the connection line of the biosensor chip, the oscillator is located in a chamber separate from the chamber (chamber) in which the cell containing the biosensor chip is located 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 시료 유입용 튜브의 일 단부의 반대편 단부는 상기 셀로 전달될 용매를 주입하는 주사기 펌프와 연결된 것Opposite end of one end of the sample inlet tube is connected to a syringe pump for injecting a solvent to be delivered to the cell 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9, 상기 시료 유입용 튜브의 일 지점에는 시료의 주입을 제어하는 주입 밸브가 설치된 것One point of the sample inlet tube is provided with an injection valve for controlling the injection of the sample 을 특징으로 하는 수정결정 미소저울 바이오센서 장치.Crystalline crystal microbalance biosensor device characterized in that.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101474972B1 (en) * 2013-10-31 2014-12-22 한국기계연구원 A coupling device for a biochip
KR101540724B1 (en) 2013-12-31 2015-08-04 대한민국 Apparatus for detecting Canine Parvovirus comprising quartz crystal microbalance biosensor and detecting method using thereof
CN110596211A (en) * 2019-10-22 2019-12-20 南方科技大学 Vibration flat plate electrode connector
KR20230003966A (en) * 2021-06-30 2023-01-06 주식회사 하이젠에너지 Electroless plating device that can measure plating rate

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101474972B1 (en) * 2013-10-31 2014-12-22 한국기계연구원 A coupling device for a biochip
KR101540724B1 (en) 2013-12-31 2015-08-04 대한민국 Apparatus for detecting Canine Parvovirus comprising quartz crystal microbalance biosensor and detecting method using thereof
CN110596211A (en) * 2019-10-22 2019-12-20 南方科技大学 Vibration flat plate electrode connector
KR20230003966A (en) * 2021-06-30 2023-01-06 주식회사 하이젠에너지 Electroless plating device that can measure plating rate
KR102582678B1 (en) 2021-06-30 2023-09-25 주식회사 하이젠에너지 Electroless plating device that can measure plating rate

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