KR20070018125A - Method and Apparatus of magnetic force-driven rotational Couette flow system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자력에 의하여 회전형 쿠엣(Couette) 유동을 만드는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구성장치에는 샘플 저장실, 쿠엣유동기, 자력회전유도장치 등이 있다. 본 발명은 극소량의 샘플액을 포함하고 있는 마이크로장치에 기계적 동력 전달방법없이 자력을 이용한 회전유도장치를 통해 샘플챔버 내부에 회전형 쿠엣유동을 발생시키는 장치에 대한 발명으로서, 회전속도의 제어 및 측정을 통하여 샘플액에 작용하는 전단력, 전단률, 점도, 응집 정도 등을 측정할 수 있게된다. 본 발명의 특징은 극소량의 샘플액을 다룰 수 있으며, 샘플액 접촉부의 부품을 모두 일회용으로 구성하여 사용후 폐기할 수 있어 세척이 필요 없고 그 작동이 매우 간편함을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and a method for producing a rotatable Couette flow by magnetic force, and the constituent apparatus includes a sample storage chamber, a Couette fluidizer, a magnetic rotation induction device, and the like. The present invention relates to a device for generating a rotating Couette flow inside the sample chamber through a rotation induction device using a magnetic force to a micro device containing a very small amount of sample liquid, without a mechanical power transmission method, the control and measurement of the rotation speed Through this, the shear force, shear rate, viscosity, degree of aggregation, and the like acting on the sample liquid can be measured. A feature of the present invention is that it can handle a very small amount of sample liquid, all the components of the sample liquid contact portion can be disposed of after use can be discarded after use, it is characterized in that the operation is very simple.

미세장치(Microdevice), 자력(magnetic force), 쿠엣유동(Couette flow), 일회용(disposable) Microdevice, magnetic force, Couette flow, disposable

Description

자력구동 회전형 쿠엣 유동 장치 및 방법 {Method and Apparatus of magnetic force-driven rotational Couette flow system}Magnetically driven rotary Couette flow system and method {Method and Apparatus of magnetic force-driven rotational Couette flow system}

도 1은 본 발명에 따른 자력구동 회전형 쿠엣 유동 장치의 구성을 나타내는 모식도1 is a schematic diagram showing the configuration of a magnetic drive rotation type Kuet flow apparatus according to the present invention

도 2는 제 1도에 도시된 장치의 실시예에 따른 일회용 키트의 평면도 2 is a top view of a disposable kit according to the embodiment of the device shown in FIG.

도 3은 제 1도에 도시된 장치의 실시예에 따라 자력식 회전유도장치에 의해 회전하는 원형 평판형 쿠엣유동기를 포함한 마이크로 채널의 개략도 3 is a schematic diagram of a microchannel comprising a circular flat plate Couette fluidizer rotating by a magnetic rotating guidance device in accordance with an embodiment of the device shown in FIG.

도 4는 제 3도에 도시된 장치의 실시예에 따라 회전평판 쿠엣유동기의 다양한실시예에 따른 개략도 4 is a schematic diagram according to various embodiments of a rotating flatbed Cuet fluidizer according to the embodiment of the apparatus shown in FIG.

도 5는 제 1도에 도시된 장치의 실시예에 따라 이중동심원관 구조에서 회전유도장치에 의해 회전하는 실린더형 쿠엣유동기를 포함한 마이크로 채널의 개략도 5 is a schematic diagram of a microchannel including a cylindrical Kuet flowr rotating by a rotary induction device in a double concentric tube structure according to the embodiment of the device shown in FIG.

도 6은 제 5도에 도시된 장치의 실시예에 따라 실린더형 쿠엣유동기의 다양한실시예에 따른 개략도 6 is a schematic diagram according to various embodiments of a cylindrical Couette fluidizer according to the embodiment of the apparatus shown in FIG.

도 7은 제 3도에 도시된 장치의 실시예에 따라 혈액점도 및 혈구 응집률 측정을 위한 장치개략도 7 is a schematic diagram of a device for measuring blood viscosity and blood cell aggregation rate according to an embodiment of the device shown in FIG.

도 8은 제 5도에 도시된 장치의 실시예에 따라 혈액점도 및 혈구 응집률 측정을 위한 장치개략도 8 is a schematic diagram of a device for measuring blood viscosity and blood cell aggregation rate according to an embodiment of the apparatus shown in FIG.

도 9는 제 7도 또는 제 8도에 도시된 장치의 실시예에 따라 혈구 응집률 측정결과를 시간에 따라 나타낸 그래프9 is a graph showing blood cell aggregation rate measurement results over time according to an embodiment of the apparatus shown in FIG. 7 or 8.

도 10은 제 7도 또는 제 8도에 도시된 장치의 실시예에 따라 액체의 점도를 회전수 차이에 따라 측정한 결과를 나타낸 그래프10 is a graph showing the results of measuring the viscosity of a liquid according to the rotation speed difference according to the embodiment of the apparatus shown in FIG. 7 or FIG.

본 발명은 자력구동 회전형 쿠엣 유동 장치에 관한 발명으로서 회전유도장치를 이용하여 마이크로 채널 내부에서 샘플액에 일정 또는 가변적인 전단유동을 가할 수 있는 유동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetically driven rotary Couette flow device, and to a flow device capable of applying a constant or variable shear flow to a sample liquid in a microchannel using a rotation induction device.

쿠엣 유동장치는 대표적인 유동제어 장치로서, 다양한 목적으로 사용되어 왔다. 특히, 유체의 점도 측정에 회전형 쿠엣유동(rotational Couette flow)이 널리 사용되고 있으며, 고가의 상용 점도계 등에서 흔히 볼 수 있다. 또한, 최근에는 혈구의 응집률이 혈액의 점도 및 유변 특성에 직접적인 영향 인자로 알려지면서 혈구의 응집률에 대한 측정 기기 개발이 시도되었는데, 그 중에서도 특히, Clinical Hemorheology and Microcirculation 저널(Vol. 19, pp. 307-314, 1998)에 공시된 적혈구 응집계에 관한 연구에서는 plate-plate shearing system을 이용하여 회전형 쿠엣전단유동을 생성하고, 이를 통해 혈구응집률을 측정할 수 있음을 발표하였다. 또한, Clinical Hemorheology and Microcirculation 저널(Vol. 25, pp. 1-11, 2001)에 공시된 적 혈구응집계에 관한 연구에서는 이중 동심원관형 시스템(Cup-and-bob system)을 이용하여 회전형 쿠엣전단유동을 생성하고 이를 통해 혈구응집률을 측정할 수 있음을 발표하였다.The Kuet flow device is a representative flow control device and has been used for various purposes. In particular, rotational Couette flow is widely used to measure the viscosity of fluids, and is commonly found in expensive commercial viscometers. In recent years, the development of a measuring device for the aggregation rate of blood cells has been attempted, as the aggregation rate of blood cells is known as a direct influence factor on the viscosity and rheological properties of blood. 307-314, 1998) reported that the platelet plate shearing system can be used to generate rotary cue shear flow and to measure the hemagglutination rate. In addition, in the study of erythrocyte agglutination system published in the Journal of Clinical Hemorheology and Microcirculation (Vol. 25, pp. 1-11, 2001), the rotating Kuet shear using a double concentric tubular system (Cup-and-bob system) It is reported that the flow can be generated and the hemagglutination rate can be measured.

이와 같이, 회전형 쿠엣유동은 혈액점도계 및 혈구응집계에서 사용되는 대표적인 유동제어메카니즘으로서, 그 중 혈구응집계에 대해 간단히 설명하면 아래와 같다. 즉, 이중 원형 평판 사이에 혈액샘플이 채우고 있을 때, 레이저 또는 LED 등의 빛이 혈액 샘플에 조사되고, 조사된 빛이 투과 또는 역산란되어 나오는 빛을 광다이오우드(photodiode) 센서로 획득하여 획득된 광의 세기를 컴퓨터로 처리 분석하여 혈구의 응집률을 측정하는 기술이 발표되었다. 이 때, 측정 전에는 응집된 혈구를 분산시키기 위하여 두개의 평판 중 적어도 하나의 평판을 고속으로 회전하여 회전형 쿠엣 (Couette) 유동 조건을 만들며 전단유동을 발생시켜 전단률이 최소한 500 (1/s) 이상 5초 동안 유지된다. 이러한 고속 회전 운동을 급정지시키면 이에 따른 전단유동도 0.1초 이내로 급정지되며 이 때부터, 혈구 응집이 진행되는데 이를 시간에 따라 변화되는 것을 빛의 세기로 측정하는 방식이다. 이러한 측정은 시간에 따른 응집률의 변화 추이를 보는 실렉토그램(Syllectogram)으로서 그동안 혈구 응집의 가장 과학적인 측정 방법으로 알려져 있으며 많은 진단혈액 검사관련 연구실에서 이 방법을 채택하여 사용해오고 있다. As such, the rotating Kuet flow is a representative flow control mechanism used in blood viscometers and hemagglutination systems, and the hemoglobin aggregation system will be briefly described as follows. That is, when a blood sample is filled between the double circular plates, light such as a laser or an LED is irradiated onto the blood sample, and light obtained through transmission or reverse scattering of the irradiated light is acquired by using a photodiode sensor. A technique for measuring the aggregation rate of blood cells by processing and analyzing light intensity with a computer has been published. At this time, prior to the measurement, at least one of the two plates is rotated at high speed to disperse the aggregated blood cells, thereby creating a rotating Couette flow condition and generating a shear flow so that the shear rate is at least 500 (1 / s). It is maintained for more than 5 seconds. When the high-speed rotational motion is suddenly stopped, the shear flow is also rapidly stopped within 0.1 seconds. From this time, hemagglutination progresses, and the change in time is measured by the intensity of light. This measurement is a sig- lectogram that shows the change of aggregation rate over time and is known as the most scientific method of blood cell aggregation and has been adopted by many diagnostic blood test laboratories.

그러나, 상기와 같은 혈구응집률 측정시스템에서는 복잡한 회전형 쿠엣유동 시스템이 필요하며 이로 인해 가격이나 시스템 크기가 증가하게 된다. 이 때문에 한번 측정을 위한 샘플량이 2ml의 다량 소요되며 또한, 사용 후 별도의 세척을 필요로 하기때문에 별도의 진공펌프와 세척액이 필요하다. 이러한 이유 등으로 인하여 현재까지 혈구 응집률 측정은 측정의 중요성에도 불구하고 임상현장에서 사용하기에 매우 불편하여 실제적으로 사용되고 있지 못한 실정이다. However, such a hemagglutination measurement system requires a complex rotary Couette flow system, which increases the price or system size. Because of this, a sample amount for one measurement takes a large amount of 2ml, and also requires a separate vacuum pump and washing liquid because it requires a separate wash after use. For this reason, the measurement of hemagglutination rate has not been practically used because it is very inconvenient to use in the clinical field despite the importance of measurement.

상기의 광계측 방식을 이용한 응집률 측정은 이미 공지의 사실이다. 그러나, 상기와 같이 공시된 기술들은 혈액 샘플의 초기 혈구 응집을 없애고 혈구를 완전 분산하는 기술에서 복잡한 회전 전단유동 또는 소음을 유발하는 진동을 가하는 방식 때문에 임상 현장에서 사용하기 어려운 점을 극복하기 어려운 단점이 존재한다. 또한, 기존의 장치는 혈액 샘플을 다루는데 있어 일회용 키트가 가능하지 못해 시험 후 세척과정이 매우 번거로우며 또한 일정량 이상의 혈액 샘플이 소요되는 단점이 있다. Agglomeration rate measurement using the photometric method is already known. However, these disclosed techniques are difficult to overcome in the clinical field due to the complex rotational shear flow or noise-induced vibration in the technique of eliminating initial hemagglutination of blood samples and fully dispersing blood cells. This exists. In addition, the existing device is a disposable kit is not possible to handle the blood sample is very cumbersome post-test cleaning process has a disadvantage that takes a certain amount of blood samples.

본 발명은 위의 사정을 배경으로서 이루어진 것으로, 일회용 마이크로칩 내에서 구현되는 자력구동 회전형 쿠엣 유동을 생성하는 장치 및 방법을 발명하는 기술적 과제를 대상으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made with the above circumstances in mind, and is directed to the technical problem of inventing an apparatus and method for generating a magnetically driven rotary Couette flow implemented in a disposable microchip.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 이러한 자력구동 회전형 쿠엣유동 장치를 다양한 기존 사용처에 적용하여 기존 기술을 대체하려는 것에 있다. 그 일례로, 혈구응집률 측정에 적용시켜 측정 전에 응집된 혈구를 분산시키는 새로운 방법 및 장치를 발명하는 것이며 또 다른 일례로 샘플액의 점도를 측정하는 방법 및 장치를 발명하는 것이다. 또한, 이러한 장치는 구조가 간단하며 작동이 매우 쉽고 생산 단가가 저렴하여 일회용으로 사용될 수 있는 혈구 응집률 측정 키트(kit)를 포함한 장치 및 관련 측정 방법을 발명하는 것을 기술적 과제로 한다. Another technical problem of the present invention is to replace the existing technology by applying such a magnetic drive rotary Kuet flow apparatus to a variety of existing applications. For example, the present invention is to invent a new method and apparatus for dispersing aggregated blood cells prior to measurement by applying to the measurement of hemagglutination, and another method is to invent a method and apparatus for measuring the viscosity of a sample liquid. In addition, such a device has a technical problem of inventing a device and a related measuring method including a blood cell aggregation rate measuring kit that can be used for single use because of its simple structure, very easy operation and low production cost.

이러한 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 기술적 구성에 의하여 자력구동 회전형 쿠엣 유동을 생성하는 방법을 제공함으로써 해결될 수 있다.This technical problem of the present invention can be solved by providing a method for generating a magnetically driven rotary Couette flow by the following technical configuration.

본 발명은 자력구동 회전유도 메카니즘을 이용하여 마이크로 디바이스 안에서 샘플액에 쿠엣유동을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 혈액 샘플(14)이 주입되는 샘플 주입구(11), 이를 통해 샘플 액체를 저장하며 쿠엣유동이 생성되는 샘플저장실(13), 샘플저장실내에 존재하며 회전운동이 유도되는 쿠엣유동기(60), 이와 같이 샘플액과 접촉되는 부위를 모두 포함한 일회용 부품(10)과 공간적으로 떨어져 있지만, 회전을 인가하는 회전유도장치(20), 샘플저장실 한 쪽 면에 부착되어 광원을 발생하는 장치(31), 빛을 감지하는 장치(32), 광감지 장치에서 측정한 값을 자료 저장, 계산, 처리하는 프로세서(51), 그 계산 결과를 화면에 나타내는 장치(52), 자료를 저장하는 장치(53) 및 자료를 출력하는 출력장치(54) 등으로 구성되는 것에 그 특징이 있다.The present invention relates to a method and apparatus for generating Couette flow in a sample liquid in a micro device using a magnetically driven rotational induction mechanism. In order to achieve this purpose, the sample inlet 11 into which the blood sample 14 is injected, the sample storage chamber 13 storing the sample liquid and generating the cuet flow therethrough, and the cousin existing in the sample storage chamber and inducing rotational movement. Although it is spatially separated from the edge fluid 60 and the disposable part 10 including all the parts contacting with the sample liquid in this way, it is attached to one side of the sample induction chamber and the rotation induction device 20 for applying rotation to generate a light source. Device 31 for detecting light, device 32 for detecting light, processor 51 for storing, calculating, and processing data measured by the light sensing device, device 52 for displaying the result of the calculation on the screen, and storing data. And the output device 54 for outputting data and the like.

이와 같은 본 발명의 자력구동 회전형 쿠엣유동 장치의 개략적인 구성도를 도 1에 나타내었다. 한편, 도 2와 도 3은 제 1도에 도시된 장치의 실시예에 따른 자력구동 회전형 쿠엣유동 장치의 일회용 키트의 평면도와 측면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 일회용 쿠엣유동 키트 내부에 있는 원형 평판 쿠엣유동기의 다양한 실 시예에 따른 개략도이다. 또한, 도 5는 이중동심원관형 쿠엣유동장치의 개략도이며 도 6은 제 5도에 도시된 일회용 쿠엣유동 키트 내부에 있는 실린더형 쿠엣유동기의 다양한 실시예에 따른 개략도이다. 도 3을 참조하여 구체적으로 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치의 작동 원리 및 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.A schematic configuration diagram of the magnetically driven rotary Couette flow apparatus of the present invention is shown in FIG. 1. 2 and 3 are a plan view and a side view of the disposable kit of the magnetically driven rotary Couette flow apparatus according to the embodiment of the apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a schematic view of various embodiments of a circular flat Couette fluidizer in the disposable Couette flow kit shown in FIG. In addition, Figure 5 is a schematic diagram of a double concentric tubular flow apparatus and Figure 6 is a schematic diagram according to various embodiments of the cylindrical cue flowr in the disposable Couette flow kit shown in FIG. Referring to Figure 3 specifically described the operation principle and measuring method of the magnetic drive rotation type Kuet flow generating apparatus as follows.

먼저, 혈액과 같은 샘플액(14)을 샘플 주입구(11)에 주입한다. 이 때, 샘플 주입구에 주입된 샘플액은 모세관 효과(capillary effect)로 인하여 미세유동관(12)을 통해 샘플 저장실(13)에 유입된다. 이때, 샘플액이 혈액일 경우에는 손끝에서 직접 채혈하여 샘플로 사용하는 경우를 위하여 적절한 양의 항응고제가 샘플 저장실에 코팅되어 있다. 다음, 전자석 또는 회전하는 영구자석을 이용한 자력구동식 회전유도장치(20)가 작동하면, 샘플 저장실 내부에 있으며 자기장의 영향을 받는 물질로 구성된 쿠엣유동기(60)는 회전운동이 유도된다. 이러한 쿠엣유동기(60)의 회전운동 과정 동안 샘플저장실에 있는 샘플액은 회전하는 평판과 그 위에 있는 고정 벽에 의하여 전단유동을 받게 된다. 이러한 유동을 평행평판 회전형 쿠엣 유동(parallel-plate rotational Couette flow) 이라 부르며 유동장 내부의 전단률(shear rate)은 회전속도와 회전반경 및 두 평판 사이의 간극 등에 의해 정확히 제어 할 수 있다. 즉, 전단률은 회전 속도와 회전 반경에 비례하며 회전 평판(61)과 고정 상부벽 사이의 간극에 반비례한다. 회전속도는 도 7에 도시된 샘플저장실의 한 쪽 면에 부착된 레이저 다이오우드 또는 발광다이오우드(LED) 등과 같은 광원(31)이 조사되어 반사되는 것을 광다이오우드(PHOTODIODE) 등과 같은 광센서(32)가 감지하여서 단위시간당 회전속도를 측정할 수 있다. First, a sample liquid 14 such as blood is injected into the sample inlet 11. At this time, the sample liquid injected into the sample inlet is introduced into the sample storage chamber 13 through the microfluidic tube 12 due to the capillary effect. In this case, when the sample solution is blood, an appropriate amount of anticoagulant is coated in the sample storage chamber to be used as a sample by directly collecting blood from the fingertip. Next, when the magnetically driven rotary induction device 20 using an electromagnet or a rotating permanent magnet is operated, the Kuet flowr 60 made of a material affected by the magnetic field inside the sample storage chamber is induced to rotate. During the rotational movement of the Kuet fluid 60, the sample liquid in the sample storage chamber is subjected to shear flow by the rotating plate and the fixed wall thereon. This flow is called parallel-plate rotational Couette flow, and the shear rate inside the flow field can be precisely controlled by the rotational speed, the radius of rotation, and the gap between the two plates. That is, the shear rate is proportional to the rotational speed and the rotational radius and inversely proportional to the gap between the rotating plate 61 and the fixed top wall. The rotational speed of the optical sensor 32, such as a photodiode or the like, is reflected by a light source 31 such as a laser diode or a light emitting diode (LED) attached to one side of the sample storage chamber shown in FIG. By sensing, the rotation speed per unit time can be measured.

도 4는 제 3도에의 실시예에 따른 쿠엣유동기(60)의 다양한 예로써, 자장에 영향을 받는 금속재질로 구성되며 압정과 같은 형상을 지닌 한 예가 왼쪽 편에 도시되어 있다. 또한, 도 4의 중앙에는 자장의 영향을 받지 않는 비철 금속 물질 또는 플라스틱 등의 재질로 압정 모양을 구성하고, 이 원판의 하부에 자장의 영향을 받는 금속재질의 스트립을 부착 조립한 쿠엣 유동기를 도시하였다. 이 경우, 유도회전 운동이 전자에 비하여 안정적이며 경량화되어 회전유도장치의 고속 회전에 따른 미끌림(slip) 현상이 감소된다. 한편, 자기장에 의한 회전유동운동의 진동을 최소화하기 위하여 평판 상부에 중심축을 부착한 쿠엣유동기(60)의 한 예가 오른쪽 그림에 도시되어 있다. 이 경우, 재질을 자기장의 영향을 받는 물질로 구성하거나 또는 비금속 물질로 구성한 후 자기장의 영향을 받는 스트립을 원판 하부에 부착할 수 있다. 오른쪽의 실시예의 경우, 엄밀하게는 평행 평판형 회전 유동은 아니지만, 중심축이 충분히 가는 경우, 이에 준하여 사용할 수 있다. 4 shows various examples of the Kuet flowr 60 according to the embodiment of FIG. 3, which is composed of a metal material affected by a magnetic field and has an example of a tack-like shape on the left side. In addition, in the center of FIG. 4, a tack shape is formed of a non-ferrous metal material or plastic, which is not influenced by a magnetic field, and a assembler is assembled by attaching a strip of metal material affected by the magnetic field to a lower portion of the disc. It was. In this case, the induction rotational motion is more stable and lighter than the former, so that a slip phenomenon due to the high speed rotation of the rotation induction device is reduced. On the other hand, in order to minimize the vibration of the rotational flow caused by the magnetic field an example of the Kuet flowr 60 attached to the central axis on the upper plate is shown in the right figure. In this case, the material may be composed of a material affected by the magnetic field or a non-metallic material, and then the strip affected by the magnetic field may be attached to the lower part of the disc. In the case of the right embodiment, it is not strictly a parallel flat rotary flow, but if the central axis is sufficiently thin, it can be used accordingly.

이와 마찬가지로, 도 5를 참조하여 구체적으로 본 발명의 자력구동 쿠엣유동 생성 장치의 또 다른 실시예인 이중동심원관형 쿠엣유동 (Concentric rotational Couette flow) 생성 장치의 작동 원리 및 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 혈액과 같은 샘플액(14)을 샘플 주입구(11)에 주입한다. 이 때, 샘플 주입구에 주입된 샘플액은 중력에 의하여 샘플 저장실(13)에 유입된다. 이때, 샘플액이 혈액일 경우에는 손끝에서 직접 채혈하여 샘플로 사용하는 경우를 위하여 적절한 양의 항응고제가 샘플 저장실 내벽에 코팅되어 있다. 샘플 저장실 내부에 있으며 원형봉 형상을 지닌 쿠엣유동기(60)가 회전유도장치(20)에 의하여 회전운동이 유도된다. 이러한 쿠엣유동기(60)의 회전운동 과정 동안 샘플저장실에 있는 샘플액은 회전하는 내부 실린더와 고정되어 있는 외부실린더 사이에서 전단유동을 받게 된다. 이러한 유동을 이중동심원관형 쿠엣 유동이라 부르며, 유동장 내부의 전단률은 회전속도와 회전반경 및 두 평판 사이의 간극 등에 의해 정확히 제어 할 수 있다. 특히, 내부원관 대 외부원관의 반경비가 0.99 이상의 경우, 전단률은 회전 속도에 정비례한다. 회전속도는 도 8에 도시된 샘플저장실의 한 쪽 면에 부착된 레이저 다이오우드 또는 발광다이오우드(LED) 등과 같은 광원(31)이 조사되어 반사되는 것을 광다이오우드(PHOTODIODE) 등과 같은 광센서(32)가 감지하여서 단위시간당 회전속도를 측정할 수 있다. Similarly, referring to FIG. 5, the operation principle and method of the concentric rotational Couette flow generating device, which is another embodiment of the self-driven Couette flow generating device of the present invention, are described as follows. First, a sample liquid 14 such as blood is injected into the sample inlet 11. At this time, the sample liquid injected into the sample inlet is introduced into the sample storage chamber 13 by gravity. In this case, when the sample solution is blood, an appropriate amount of anticoagulant is coated on the inner wall of the sample storage chamber in order to use the sample directly at the fingertips. Rotating movement is induced by the rotation induction device 20 is a Kuet flowr 60 in the sample storage chamber and has a circular rod shape. During the rotational movement of the Kuet fluid 60, the sample liquid in the sample storage chamber is subjected to shear flow between the rotating inner cylinder and the fixed outer cylinder. This flow is called double concentric tube flow, and the shear rate inside the flow field can be precisely controlled by the rotational speed, the radius of rotation, and the gap between the two plates. In particular, when the radius ratio of the inner tube to the outer tube is 0.99 or more, the shear rate is directly proportional to the rotational speed. The rotational speed is that the light sensor 32 such as a photodiode or the like is irradiated by the light source 31 such as a laser diode or a light emitting diode (LED) attached to one side of the sample storage chamber shown in FIG. 8. By sensing, the rotation speed per unit time can be measured.

도 6은 제 5도에의 실시예에 따른 구엣유동기(60)의 다양한 예로써, 자장에 영향을 받는 금속재질로 구성되며 원형중심축과 원형판으로 구성된 형상을 지닌 한 예가 왼쪽 편에 도시되어 있다. 또한, 도 6의 중앙에는 자장의 영향을 받지 않는 비철 금속 물질 또는 플라스틱 등의 재질로 원형중심축과 원형판 모양을 구성하고, 이 원판의 상부에 자장의 영향을 받는 금속재질의 스트립을 부착 조립한 쿠엣 유동기를 도시하였다. 이 경우, 유도회전 운동이 전자에 비하여 안정적이며 경량화되어 회전유도장치의 고속 회전에 따른 미끌림(slip) 현상이 제거된다. 한편, 오른쪽 그림에는 자장의 영향을 받지 않는 비철 금속 물질 또는 플라스틱 등의 재질로 원형중심축과 자장의 영향을 받는 금속재질의 스트립을 중심축에 부착 조립한 쿠엣 유동기를 도시하였다. FIG. 6 shows various examples of the guet flowr 60 according to the embodiment of FIG. 5. An example having a shape consisting of a circular center axis and a circular plate is shown on the left side. have. In the center of FIG. 6, a circular center axis and a circular plate shape are formed of a non-ferrous metal material or plastic, which is not affected by the magnetic field, and a strip of metal material affected by the magnetic field is attached and assembled to the upper part of the disc. The Kuet flowr is shown. In this case, the induction rotational motion is more stable and lighter than the former, and the slip phenomenon due to the high speed rotation of the rotation induction device is eliminated. On the other hand, in the figure on the right, a non-ferrous metal material or plastic, which is not affected by the magnetic field, shows a Kuet flowr in which a circular center axis and a strip of metal material affected by the magnetic field are attached to the central axis.

상기와 같은 자력구동식 쿠엣유동 생성장치는 혈구응집계에 적용될 수 있는 데, 도 7과 도 8 을 참조하여 구체적으로 본 발명의 일회용 쿠엣유동 생성 장치의 한 실시예인 회전 쿠엣유동 생성 장치를 이용한 혈구응집계의 작동 원리 및 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 7과 도 8은 제 3도에의 실시예에 따른 샘플액을 혈액으로 하였을 경우, 혈구 응집률을 측정하는 장치의 개략도이다. 일회용 키트(10)는 키트 홀더(40)에 의하여 견고히 지지부를 형성하여 키트부와 센서부 및 회전유도장치(20)와의 일정한 간격을 유지시켜 준다. 샘플액이 주입되면서 쿠엣유동기가 천천히 회전하면서 샘플챔버 표면에 코팅된 항응고제와 혈액이 혼합되도록 일정 시간동안 회전시켜 준다. 이후, 쿠엣유동기를 매우 빠른 속도로 회전시켜 전단률이 500(1/s) 이상이 되도록 5초 동안 유지시킨 후, 급격히 정지시킨다. 이 때, 샘플 챔버내부에 있는 샘플액도 0.1초 이내에 멈추는 것으로 알려져 있다. 이 때, 광원으로부터 조사된 빛의 역산란 또는 투과된 빛의 세기를 시간에 따라 측정하는 장치이다. The magnetically driven Couette flow generating device as described above can be applied to the blood cell aggregation system, specifically, with reference to FIGS. 7 and 8 Blood cells using a rotating cue flow generating device which is one embodiment of the disposable Couette flow generating device of the present invention The principle and method of operation of the coagulation system are as follows. 7 and 8 are schematic diagrams of an apparatus for measuring blood cell aggregation rate when the sample solution according to the example of FIG. 3 is blood. Disposable kit 10 is formed by the kit holder 40 to maintain a constant gap between the kit unit, the sensor unit and the rotation induction device 20. As the sample solution is injected, the Kuet's fluid is slowly rotated for a period of time to mix blood and anticoagulant coated on the sample chamber surface. Thereafter, the Kuet flowr is rotated at a very high speed to maintain a shear rate of 500 (1 / s) or more for 5 seconds, and then suddenly stop. At this time, the sample liquid in the sample chamber is known to stop within 0.1 second. At this time, it is a device for measuring the backscattering of the light emitted from the light source or the intensity of the transmitted light with time.

도 8은 제 7도의 실시예에 따른 결과, 즉 역산란된 빛의 세기를 시간에 따라 나타낸 그래프이다. 이를 Syllectogram 이라 한다. 강한 회전 쿠엣 유동을 인가하기 전에는 혈구가 응집된 상태이어서, 혈구의 표면적 비가 상대적으로 낮아 광원으로부터 조사된 빛의 대부분이 투과되고 역산란되는 빛의 양이 낮지만, 이를 회전유도장치(20)에 의하여 쿠엣유동기를 회전시키면 2~3초 이내에 혈구의 응집체가 분산되면서 혈구의 표면적 비율이 증가하고 따라서 역산란되는 빛의 양은 점차 지수함수적으로 급격히 증가하며 최대값에 도달한다. 이 때, 회전 쿠엣유동을 멈추면 혈구의 응집은 다시 지수함수적으로 증가하면서 이에 따른 역산란광의 세기도 지수함 수적으로 감소한다. 이를 광센서(32)로 측정하며 측정된 신호 값을 각 시간에 따라 프로세서(51)에 저장하고 이를 분석 처리하여 혈액 샘플의 응집률 특성으로 환산하며 화면과 같은 출력장치(52)에 값을 표시하게 된다. 이러한 실렉토그램을 분석하는 방법은 이미 Clinical Hemorheology and Microcirculation 저널(Vol. 25, pp. 1-11, 2001)에 공시되어 있으며 이를 통해 다양한 혈구 응집률 인덱스를 결정할 수 있다. 8 is a graph showing the results according to the embodiment of FIG. 7, that is, the intensity of backscattered light over time. This is called a syllectogram. Prior to applying a strong rotating cue flow, the blood cells are agglomerated, so the surface area ratio of the blood cells is relatively low, so that most of the light emitted from the light source is transmitted and the amount of backscattering is low. By rotating the Kuet fluid, the aggregates of blood cells are dispersed within 2 to 3 seconds, increasing the surface area ratio of blood cells. Therefore, the amount of backscattered light gradually increases exponentially and reaches its maximum value. At this time, when the rotating cue flow is stopped, the aggregation of blood cells increases exponentially, and thus the intensity of backscattered light decreases exponentially. This is measured by the optical sensor 32 and the measured signal value is stored in the processor 51 at each time and analyzed and converted to the cohesion rate characteristic of the blood sample, and the value is displayed on the output device 52 such as a screen. Done. Methods for analyzing these selectorgrams have already been published in the Journal of Clinical Hemorheology and Microcirculation (Vol. 25, pp. 1-11, 2001), which can be used to determine various hemagglutination indexes.

도 7에서는 역산란된 광을 이용하여 계측하였지만, 광 투과법을 이용한 혈구 응집률을 측정하는 방법도 이미 공지의 사실이다. 즉, 광원으로부터 조사된 빛이 혈구에 산란되어 투과(transmission)되어 나가는 빛을 광센서로 수집하는 방식만이 다른 점이다. In FIG. 7, the measurement was performed using backscattered light, but a method of measuring blood cell aggregation rate using a light transmission method is already known. That is, the only difference is that the light emitted from the light source is scattered in the blood cells and collected by the optical sensor.

상기와 같은 자력구동 쿠엣유동 생성장치는 액체 점도 측정의 목적에 적용될 수 있다. 먼저 그 일례로 도 8을 참조하여 본 발명의 일회용 쿠엣유동 생성 장치를 이용한 점도계의 작동 원리 및 방법을 설명하면 다음과 같다. 일회용 키트(10)를 키트 홀더(40)에 삽입하면, 키트부는 견고히 지지부를 형성하게되고, 또한 센서부(32) 및 회전유도장치(20)와의 일정한 간격을 유지시켜 준다. 샘플액을 주입한 후, 자력식 회전유도장치(20)를 이용하여 쿠엣유동기(60)을 여러 가지의 회전 속도로 각각 회전시킨다. 이 때, 샘플액의 점성에 의해 쿠엣유동기에 마찰 전단력이 작용되고 이에 따라서, 쿠엣유동기와 회전유도장치의 회전에서 미끌림(slip) 현상이 발생하며 이러한 미끌림 때문에 쿠엣유동기의 회전속도는 회전유도장치의 회전속도와 차이를 보이게 된다. 이러한 회전속도의 차이는 액체가 지닌 점도(viscosity)와의 관계로 설명될 수 있어 도 10 에 도시된 바와 같이 샘플액의 점도를 측정하는데 사용할 수 있다. 특히, 회전 속도에 따라 전단률이 변화되는 본 발명의 장점을 이용하면 다양한 전단률에서 샘플액의 점도를 측정 할 수 있어 혈액과 같은 비뉴턴성 점도를 지닌 액체의 점성 측정에 적합하다. 또한, 샘플 챔버의 부피를 최소화할 수 있어 샘플액의 소요량을 수 마이크로 리터로 제한 할 수 있는 장점이 있어 혈액 점도 측정에 유용하게 사용할 수 있다. The magnetically driven Couette flow generating device as described above can be applied to the purpose of measuring the liquid viscosity. First, referring to FIG. 8, the operation principle and method of the viscometer using the disposable Couette flow generating device of the present invention will be described below. When the disposable kit 10 is inserted into the kit holder 40, the kit part firmly forms a support part, and also maintains a constant distance from the sensor part 32 and the rotation induction device 20. After injecting the sample liquid, the quet fluidizer 60 is rotated at various rotational speeds using the magnetic rotary induction apparatus 20. At this time, the frictional shear force is applied to the Couette fluid due to the viscosity of the sample liquid, and thus a slip phenomenon occurs in the rotation of the Couette fluidizer and the rotating induction device. It shows the difference with the rotation speed of. This difference in rotational speed can be explained in relation to the viscosity of the liquid and can be used to measure the viscosity of the sample liquid as shown in FIG. 10. In particular, the advantage of the present invention that the shear rate is changed according to the rotational speed can be used to measure the viscosity of the sample liquid at various shear rates, it is suitable for measuring the viscosity of a liquid having a non-Newtonian viscosity, such as blood. In addition, the volume of the sample chamber can be minimized, so that the requirement of the sample liquid can be limited to several microliters, which can be usefully used for measuring the blood viscosity.

제 2도와 3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치 구성 중 샘플 액체가 직접적으로 접촉하는 일회용 키트는 샘플 주입구(11), 미세유동관(12), 샘플 저장실(13) 등은 재질이 실리콘, 석영, 실리카, 유리, 레이저 가공 가능한 폴리머, 사출성형 폴리머 및 세라믹 등의 후보 그룹에서 적어도 어느 하나로 선택되어 제작될 수 있다. 이러한 일회용 키트는 사용후 폐기할 수 있는 일회용품으로의 제작이 가능하다. 즉, 플라스틱 소재를 모재(substrate)로하여 마이크로 인젝션(micro-injection) 공법을 이용하여 제 3도에 도시된 바와 같은 구조물을 쉽게 가공할 수 있다. 이러한 플라스틱 모재물은 일회용으로 사용하기에 매우 경제적으로 적합하여 혈액과 같이 병원체의 오염 등이 우려되는 경우 측정 후 폐기할 수 있어 매우 편리하다. 이 때, 일회용 키트는 일체형으로 제작되거나 상판(15)과 하판(16)이 분리되어 제작된 후, 접착하는 형태로 조립될 수 있다. 이와 유사한 방법으로 LIGA프로세스를 통해 만든 MASK를 이용하여 실리콘, 석영, 실리카, 유리 등의 재질에 대해서도 미세채널 가공이 가능하다. 따라서, 상기 일회용 키트의 재질은 실리콘, 석영, 실리카, 유리, 레이저 가공 가능한 폴리머,사출성형 폴리머 및 세라믹 등의 후보 그룹에서 하나를 선택하는 것으로 한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the disposable kit for directly contacting the sample liquid in the device configuration of the present invention is the sample inlet 11, microfluidic tube 12, the sample reservoir 13 is made of silicon, At least one selected from candidate groups such as quartz, silica, glass, laser processable polymers, injection molded polymers, and ceramics may be produced. Such a disposable kit can be manufactured as a disposable product that can be disposed of after use. That is, the structure as shown in FIG. 3 can be easily processed using a micro-injection method using a plastic material as a substrate. Such plastic base material is very economically suitable for single use, so it is very convenient to dispose after measurement if there is concern about contamination of pathogens such as blood. At this time, the disposable kit may be manufactured in one piece or may be assembled in a form in which the upper plate 15 and the lower plate 16 are separated and then bonded. Similarly, microchannel processing is possible for materials such as silicon, quartz, silica, and glass using MASK made through the LIGA process. Therefore, the material of the disposable kit is selected from a candidate group of silicon, quartz, silica, glass, laser processable polymer, injection molding polymer and ceramic.

제 3도에 도시된 샘플저장실(13)은 샘플저장실은 원형의 챔버 형태로서 저장실의 크기는 사용 목적에 따라 여러 크기가 사용될 수 있지만 일반적으로 직경이 1~ 10 밀리미터 정도이며, 깊이는 0.1 ~ 5 밀리미터 정도이다. 따라서, 혈액 샘플량은 수마이크로리터 만으로도 측정이 가능하도록 샘플저장실을 설계할 수 있다. 이때, 혈액이 샘플저장실로 잘 유입되게 하기 위하여 샘플저장실에 배기 구멍(17)을 확보하여 내부에 존재하는 기체가 압축되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 혈액 샘플은 샘플저장실에 충진될 수 있도록 한다. 샘플 저장실의 상판 또는 하판은 광학적으로 투명하여야 하며, 샘플 저장실에 놓인 혈액에서 혈구의 응집 정도를 산란된 빛의 양으로 측정할 수 있게 된다. Sample storage chamber 13 shown in Figure 3 is a sample chamber is a circular chamber shape, the size of the storage chamber can be used in various sizes depending on the purpose of use, but the diameter is generally about 1 ~ 10 millimeters, depth is 0.1 ~ 5 It is about millimeters. Therefore, the sample storage room can be designed so that the blood sample amount can be measured with only a few microliters. In this case, in order to allow the blood to flow into the sample storage chamber well, an exhaust hole 17 may be secured in the sample storage chamber to prevent the gas present therein from being compressed. Therefore, the blood sample can be filled in the sample reservoir. The top or bottom plate of the sample reservoir should be optically transparent, and the degree of aggregation of blood cells in the blood placed in the sample reservoir can be measured by the amount of scattered light.

제 4도에 도시된 일회용 원판형 쿠엣유동기(60)는 회전유도장치(20)에 의하여 회전운동을 하는 것으로서, 회전유도장치가 시간에 따라 변화하는 자장에 의한 효과를 사용할 경우, 자장에 영향을 받는 적당한 크기와 형상을 갖춘 어떠한 물체라도 사용할 수 있다. 일회용 쿠엣유동기의 크기는 샘플저장실의 크기에 비례하여 설계되어야 한다. 회전 평판(61)의 반경은 1 ~ 9 밀리미터 정도이며 중심축(62)의 길이는 0.5 ~ 5 밀리미터 정도이다. 이러한 쿠엣유동기는 자장의 영향을 받는 철 금속재질을 사용하여 압정과 같은 모양을 사용할 수 있다. 또한, 플라스틱 또는 비철 금속을 사용하여 압정 모양을 형성하되, 얇고 철 금속재질의 긴 스트립(63)을 원형 평판(61) 하부 중심에 대칭적으로 부착하여 사용할 수 있다. 후자의 경우에는 회전하는 유도 자장에서 안정적으로 회전운동이 유도될 수 있으며, 쿠엣유동기의 자중 을 가벼워져 회전유도장치와의 회전 미끌림이 경감되며 적은 자장의 힘으로도 회전운동이 유도된다. Disposable disc-shaped Kuet flowr 60 shown in FIG. 4 is a rotary motion by the rotation induction device 20, when the rotation induction device uses the effect of the magnetic field that changes with time, it affects the magnetic field Any object of appropriate size and shape may be used. The size of the disposable Couette fluidizer should be designed in proportion to the size of the sample reservoir. The radius of the rotating plate 61 is about 1 to 9 millimeters and the length of the central axis 62 is about 0.5 to 5 millimeters. The Kuet fluid may be shaped like a tack using ferrous metals that are affected by magnetic fields. In addition, it is possible to form a tack using a plastic or non-ferrous metal, it can be used by symmetrically attaching a long strip 63 of a thin, ferrous metal to the lower center of the circular plate (61). In the latter case, the rotational motion can be stably induced in the rotating induction magnetic field, and the weight of the Kuet's fluid is lightened, thereby reducing the rotational slip with the rotational induction device.

제 6도에 도시된 일회용 원관형 쿠엣유동기(60) 또한, 회전유도장치(20)에 의하여 회전운동을 하는 것으로서, 회전유도장치가 시간에 따라 변화하는 자장에 의한 효과를 사용할 경우, 자장에 영향을 받는 적당한 크기와 형상을 갖춘 어떠한 물체라도 사용할 수 있다. 일회용 쿠엣유동기의 크기는 샘플저장실의 크기에 비례하여 설계되어야 한다. 회전 원관(65)의 반경은 0.5 ~ 10 밀리미터 정도이며 길이는 5 ~ 20 밀리미터 정도이다. 이러한 쿠엣유동기는 자장의 영향을 받는 철 금속과 같은 자화(磁化)재질을 전체 또는 일부에 사용할 수 있다. 또한, 플라스틱 또는 비철 금속을 사용하여 원관 모양을 형성하되, 얇고 철 금속재질의 긴 스트립(66)을 원형관에 끼워 사용하거나 원형판 (68) 하부 중심에 부착하여 사용할 수 있다. 회전 운동시 중심축의 마찰을 최소화하기 위하여 원형 중심축의 상부(67)와 하부(65)의 끝은 뾰족한 형상을 하도록 한다. The disposable cylindrical cue floater 60 shown in FIG. 6 also rotates by the rotation induction device 20, and when the rotation induction device uses the effect of the magnetic field that changes with time, Any object of appropriate size and shape that is affected may be used. The size of the disposable Couette fluidizer should be designed in proportion to the size of the sample reservoir. The radius of the rotating tube 65 is about 0.5 to 10 millimeters and the length is about 5 to 20 millimeters. Such Kuet fluid may use all or part of magnetization materials such as ferrous metals affected by magnetic fields. In addition, to form a cylindrical shape using a plastic or non-ferrous metal, it is possible to use a thin strip of ferrous metal 66 is inserted into the circular tube or attached to the lower center of the circular plate 68. In order to minimize friction of the central axis during the rotational movement, the ends of the upper 67 and lower 65 of the circular central axis have a pointed shape.

도 4의 원형판 쿠엣유동기의 중심축(62)은 원형평판(61)의 도형적 중심에 있을 뿐 아니라 무게 중심의 위치에 있어야 하는데, 이는 회전운동시 진동을 최소화 할 수 있기 때문이다. 또한 쿠엣유동기의 중심축(62)과 일회용 키트의 홈(14) 사이의 마찰을 감소시키기 위하여 쿠엣유동기의 중심축(62)의 끝을 날카롭게 하여 회전 접촉 부분을 최소화 할 수 있다. The central axis 62 of the circular plate Kuet flowr of FIG. 4 should be located at the position of the center of gravity as well as at the geometric center of the circular plate 61, since the vibration can be minimized during the rotational movement. In addition, in order to reduce the friction between the central axis 62 of the Kuet flowr and the groove 14 of the disposable kit, it is possible to minimize the rotating contact portion by sharpening the end of the central axis 62 of the Kuet flowr.

상기의 쿠엣유동기는 혈액에 영향을 주지 않도록 테플론과 같이 혈액 적합성 물질이거나 혈액에 안정적인 폴리머로 코팅하여 사용하는 것이 좋다. 또한, 이와 같 은 쿠엣유동기는 물론 사용후 폐기 가능한 일회용(disposable)이 가능하도록 재료와 가공이 저렴하여야 한다. The Kuet fluid is preferably coated with a blood compatible substance such as Teflon or a stable polymer in the blood so as not to affect the blood. In addition, materials and processing should be inexpensive to allow for the disposal of such Couette flowers as well as disposables after use.

회전유도장치(20)와 쿠엣유동기(60)를 이용한 회전쿠엣유동을 통하여 샘플저장실에 있는 혈액은 교반 또는 전단유동을 받게된다. 이때, 짧은 시간 내에 혈구응집을 제거하고 혈구를 균일 분산시키기 위해서는 전단유동의 강도가 적절히 설계되어야 한다. 이때, 과도한 전단유동은 혈구의 손상을 가져와 혈구의 응집에 영향을 줄 수 있기 때문에 주의하여야 한다. 또한, 회전유도장치의 자장이 혈구 응집현상에 영향을 줄 수 있기 때문에 이러한 간섭현상을 방지하기 위하여 자장 차폐판을 샘플저장실과 회전유도장치에 삽입할 수 있다.Through the rotating cue flow using the rotating induction apparatus 20 and the cue flowr 60, the blood in the sample storage chamber is subjected to agitation or shear flow. In this case, in order to remove hemagglutination and uniformly disperse blood cells within a short time, the strength of shear flow should be properly designed. At this time, excessive shear flow may cause damage to blood cells, which may affect the aggregation of blood cells. In addition, since the magnetic field of the rotation induction apparatus may affect blood cell aggregation, a magnetic shield plate may be inserted into the sample storage chamber and the rotation induction apparatus to prevent such interference.

제 3도에 도시된 자력구동 회전유도장치(20)는 쿠엣유동기(60)에 적절한 회전 운동을 유도하여 회전형 쿠엣 유동을 생성시킨다. 회전유도장치(20) 구성의 일례로 소형모터, 원판, 영구자석 등으로 구성할 수 있다. 이 때 영구자석은 원판에 대칭으로 부착되어 있게 되며 모터의 회전 속도에 영구자석이 회전하게 됨에 따라 샘플저장실에 있는 쿠엣유동기가 영향을 받아 움직이게 된다. 이러한 회전유도장치의 또 다른 구성의 일례로, 전자석을 이용하여 회전하는 구동장치 없이도 구성할 수 있다. 즉, 전자석을 이용하여 반복적으로 자장의 방향을 교환하여 줌으로서 영구자석이 회전하는 원리와 동일한 효과를 거둘 수 있다.The magnetically driven rotation induction device 20 shown in FIG. 3 induces an appropriate rotational motion to the cue floater 60 to generate a rotatable cue flow. One example of the configuration of the rotation induction device 20 may be a small motor, a disc, a permanent magnet, or the like. At this time, the permanent magnet is symmetrically attached to the disc, and the permanent magnet is rotated to the rotational speed of the motor, thereby affecting the Kuet flowr in the sample chamber. As another example of such a configuration of the rotation induction device, it can be configured even without a driving device that rotates using an electromagnet. That is, by repeatedly changing the direction of the magnetic field using the electromagnet can achieve the same effect as the principle of rotating the permanent magnet.

이러한 회전유도장치 및 쿠엣유동기를 사용한 쿠엣유동 생성 방법과 장치는 간단하면서 매우 효과적으로 쿠엣유동을 구현할 수 있다는 특징이 있다. 이러한 특징은 기계적 동력전달방법 없이 자력으로 동력이 전달되어 쿠엣 유동이 이루어진다 는 점에서 그 활용성은 더 크다고 하겠다. 즉, 샘플액과 접촉하는 부분을 일회용으로 할 수 있다는 점이다. 또한, 장치를 미소화하여 미소량의 샘플에 대해서 쿠엣 유동을 가할 수 있고 관련된 실험과 측정을 할 수 있는 핵심 기술을 제공한다는 점이다. 이러한 기술은 특히, 혈액과 같이 미소량을 손끝에서 채혈하는 경우에 매우 유용하게 사용될 수 있다. The method and apparatus for generating a cue flow using the rotation induction device and the cue flowr are characterized in that the cue flow can be implemented simply and very effectively. This feature is more versatile in that Couette flow is achieved by transmitting power by magnetic force without mechanical power transmission. That is, the part which contacts a sample liquid can be made disposable. In addition, the device can be micronized to apply Couette flow to small amounts of sample and provide the core technology to perform related experiments and measurements. This technique can be very useful especially when collecting a small amount at the fingertips, such as blood.

이러한 자력구동 쿠엣유동기를 이용하여 본 발명의 한 예시로 혈구의 응집률 측정기를 앞에서 제시하였다. 이는 혈구응집을 단시간 내에 제거할 수 있는 쿠엣유동을 그대로 적용하면서 이러한 쿠엣 유동장치를 일회용 겸 소형화한 점이 기존 기술의 단점을 해결하였다. 즉, 기존 기술의 가장 큰 문제점이었던 응집된 혈구를 분산하는 메커니즘에서 이중 동심원관 또는 이중 평판을 이용한 회전전단유동 방식은 복잡하고 고가의 장비가 필요하며 세척이 용이하지 않다는 문제점 등을 피할 수 있게 되었다. Using a magnetically driven Kuet flowr as an example of the present invention, a blood cell aggregation rate measuring instrument is presented above. This solution solves the disadvantages of the existing technology by using the CUET flow which can remove the hemagglutination in a short time as it is and the miniaturization of such a CUET flow device. In other words, in the mechanism of dispersing aggregated blood cells, which was the biggest problem of the existing technology, the rotating shear flow method using a double concentric tube or a double plate is complicated, requires expensive equipment, and can not be easily cleaned. .

제 1도 및 제 5도에 도시된 광원은 발광다이오우드(LED), Laser diode, Laser 등의 그룹에서 어도 어느 하나를 선택적으로 사용될 수 있으며 광센서는 광다이오우드(photodiode) 및 CCD 센서, 그리고 각각의 Array 등의 후보 그룹에서 적어도 어느 하나를 선택적으로 사용될 수 있다. The light sources shown in FIGS. 1 and 5 may optionally be used in any of the groups of light emitting diodes (LEDs), laser diodes, lasers, and the like. The optical sensors may include photodiodes and CCD sensors, and At least one of the candidate groups such as Array may be selectively used.

한편, 혈액의 혈구 응집 특성은 온도에 따라 달라지는 특성을 지니고 있기 때문에 측정 온도를 제어할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 구성에서도 일회용 키트를 가열하여 적정한 온도를 유지하는 열전소자(thermo-electric component)를 장착하거나 할로겐램프 등의 광학적인 방법으로 샘플 및 일회용키트의 온도를 미리 정한 온도로 예열할 수 있도록 구성할 수 있다.On the other hand, since the hemagglutination characteristic of blood has a characteristic that varies with temperature, it is necessary to control the measurement temperature. Therefore, even in the configuration of the present invention, it is possible to preheat the temperature of the sample and the disposable kit to a predetermined temperature by mounting a thermo-electric component for maintaining a proper temperature by heating the disposable kit or by an optical method such as a halogen lamp. Can be configured to

이상의 구성 및 작용에 의하면 본 발명은 샘플액에 자력구동 회전유도장치와 쿠엣유동기를 사용함으로 회전형 쿠엣유동을 생성할 수 있다는 점과 이러한 쿠엣유동장치가 일회용, 소형화 할 수 있는 장점을 지니고 있다. 또한, 샘플량을 수 마이크로리터 정도로 최소화 할 수 있다. 특히, 상기 발명된 장치는 샘플액이 일회용 키트 이외에는 접촉이 되지 않고, 샘플 액체가 접촉하는 부분은 모두 일회용 Kit 등으로 제작이 가능하기 때문에 진료현장에서의 실시간 임상 적용에 사용할 수 있는 기술로서 매우 큰 장점을 가지고 있다. According to the above configuration and operation, the present invention has the advantage that it is possible to generate a rotary cue flow by using a magnetic driving rotary induction device and a cue flowr in the sample liquid, and such a cue flow device has the advantage of being disposable and miniaturized. In addition, the sample volume can be minimized to a few microliters. Particularly, the device of the present invention does not come into contact with the sample liquid other than the disposable kit, and all the portions in contact with the sample liquid can be manufactured as a disposable kit. It has advantages

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 특히, 기존에 회전평판형 쿠엣 유동을 사용하는 일체의 기술에 대해서도 적용할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. In particular, it is apparent to those skilled in the art that the present invention can also be applied to any technique that uses a rotating flat Kuet flow. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

Claims (12)

자력구동식 회전형 쿠엣유동을 생성하는 장치로서 상기 장치의 구성은 다음과 같다.An apparatus for generating a magnetically driven rotary cue flow, the configuration of which is as follows. 샘플 주입구;Sample inlet; 상기의 주입구와 연결되어 주입된 샘플 액체를 받아 저장하는 샘플 저장실;A sample storage chamber connected with the injection hole and receiving the sample liquid injected; 상기의 샘플저장실에 회전을 유도하는 회전유도장치;A rotation induction device for inducing rotation in the sample storage chamber; 상기의 샘플저장실 내부에 존재하며 상기 회전유도장치에 의하여 회전운동을 하는 쿠엣유동기;A kuet flowr existing in the sample storage chamber and configured to rotate by the rotation induction device; 상기의 샘플저장실 한쪽 면에 위치하는 광원;A light source positioned on one side of the sample storage chamber; 상기의 광원이 샘플에 조사되어 나오는 빛을 감지하는 광센서; An optical sensor for sensing light emitted from the light source to the sample; 상기의 회전장치와 광센서와 연결되어 있어, 각각 시간에 따라 회전을 유도하며 또한 시간에 따른 감지된 빛을 분석 처리하여 전단률을 계산하는 프로세서;A processor connected to the rotating device and an optical sensor, inducing rotation according to time, and calculating a shear rate by analyzing the detected light according to time; 상기의 프로세서로부터 계산된 전단률을 나타내주는 출력장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치Rotary Couette flow generating device characterized in that it comprises an output device for indicating the shear rate calculated from the processor 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회전유도장치와 쿠엣유동기 사이의 동력전달이 직접적인 기계적 체결 없이도 동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치Rotational Couette flow generating device, characterized in that the power transmission between the rotation induction device and the Kuet flowr is transmitted without direct mechanical fastening 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 동력전달의 한 방법으로, 상기 회전유도장치(20)가 시간에 따라 자기장을 변화시켜 회전운동을 유도하고, 쿠엣유동기(60)는 이러한 자기력의 영향을 받아 회전운동이 유도되는 것을 특징으로 하는 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치As a method of power transmission, the rotation induction device 20 changes the magnetic field over time to induce rotational motion, and the Kuet fluid 60 is characterized in that the rotational motion is induced by the influence of this magnetic force Magnetically Driven Rotary Couette Flow Generator 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 회전유도장치(20)는 영구자석의 기계적 회전운동방식 또는 자기장의 방향을 전기적으로 변화시켜 주는 전자기석 방식 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 구성되는 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치The rotation induction device 20 is a magnetic drive rotation type Kuet flow generating device, characterized in that composed of at least one of a mechanical rotational motion method of the permanent magnet or an electromagnetic magnet method for electrically changing the direction of the magnetic field. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 쿠엣유동기(21)는,The kuet flowr 21, 원판형 쿠엣유동기, 원관형 쿠엣유동기 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치.Magnetically driven rotary quet flow generating device, characterized in that composed of at least one of a disk-shaped quet flowr, a cylindrical tube flow. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 원판형 쿠엣유동기는 원판과 회전중심축으로 구성되어 압정 모양의 형상을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치.Disc type Kuet flowr is a rotating Kuet flow generating device characterized by a tack-shaped shape consisting of a disc and the center of rotation. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 원관형 쿠엣유동기는, 중심 원형봉과 회전유도반응판과 상부 중심축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치.The cylindrical cue flowr is a rotary cue flow generating device, characterized in that composed of a central circular rod, a rotation induction reaction plate and the upper central axis. 제 6 항과 제 7 항에 있어서,The method according to claim 6 and 7, 쿠엣유동기는, 쿠엣유동기의 적어도 일부분이 자기장의 영향을 받아 자성화되는 재료로 구성되어, 회전유도장치에 의하여 회전운동이 유도되도록 하는 것을 특징으로 하는 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치.The Kuet flowr is a magnetically driven rotational Kuet flow generating device, characterized in that at least a portion of the Kuet flowr is made of a material that is magnetized under the influence of the magnetic field, so that the rotational motion is induced by the rotation induction device. 제 6 항과 제 7 항에 있어서,The method according to claim 6 and 7, 쿠엣유동기의 회전 접촉부는, The rotational contact of the Kuet fluid is 회전운동시 지지부와 접촉마찰저항을 최소화하기 위하여 날카로운 송곳 모양으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자력구동 회전형 쿠엣유동 생성 장치.Magnetically driven rotary cue flow generating device, characterized in that it is configured in the shape of a sharp awl in order to minimize the contact friction resistance with the support during the rotational movement. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광센서(71)는, The optical sensor 71, 포토다이오우드 또는 CCD 센서어레이 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치. A rotating Kuet flow generating device, characterized in that composed of at least one of a photodiode or a CCD sensor array. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿠엣유동 생성 장치는, The kuet flow generating device, 회전유동장치(20)의 회전수와 쿠엣유동기(60)의 회전속도 차이를 비교하여 샘플액의 점도를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치.Rotary Couette flow generating device, characterized in that the viscosity of the sample liquid can be determined by comparing the rotational speed of the rotary flow apparatus 20 and the rotation speed difference of the Couette fluidizer (60). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쿠엣유동 생성 장치는, The kuet flow generating device, 샘플액에 조사된 빛의 시간에 따른 기록을 통해 샘플액의 응집 정도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전형 쿠엣유동 생성 장치.Rotary Couette flow generating device, characterized in that the degree of aggregation of the sample liquid can be measured by recording the time of light irradiated on the sample liquid.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210023386A (en) * 2019-08-23 2021-03-04 (주) 레올로지솔루션즈 A kit for measuring blood viscosity
WO2023033507A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-09 (주) 레올로지솔루션즈 Rotational rheometer having improved reliability and method for measuring blood viscosity

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9279800B2 (en) 2012-01-13 2016-03-08 Alcor Scientific, Inc. Apparatus, method, system for the determination of the aggregation rate of red blood cells
US8647886B1 (en) * 2012-01-13 2014-02-11 Alcor Scientific, Inc. Apparatus, method, system for the determination of the aggregation rate of red blood cells

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107236A (en) 1982-12-13 1984-06-21 Chichibu Cement Co Ltd Viscosity measuring method
JPS6312936A (en) * 1986-07-04 1988-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Viscosity measuring method
KR100433105B1 (en) 2002-01-24 2004-05-27 (주)쎈스텍 A rotary type viscometer using rotating torque
KR100608973B1 (en) * 2003-10-28 2006-08-04 (주) 세원메디텍 Blood cell Deform Sensor
KR100834385B1 (en) * 2006-12-12 2008-06-09 주식회사 리오메디텍 Method and Apparatus to measure blood cell aggregation using stirring

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210023386A (en) * 2019-08-23 2021-03-04 (주) 레올로지솔루션즈 A kit for measuring blood viscosity
WO2023033507A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-09 (주) 레올로지솔루션즈 Rotational rheometer having improved reliability and method for measuring blood viscosity

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