KR20080090177A - 원심력 기반의 미세유동 장치 및 이를 구비한 미세유동시스템 - Google Patents

원심력 기반의 미세유동 장치 및 이를 구비한 미세유동시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 회전 가능한 디스크형 플랫폼; 상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버; 및, 상기 플랫폼에 구비되고, 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 미세유동 장치와, 상기 미세유동 장치를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부와, 상기 정보 저장체에 포함된 정보를 검출하는 정보 검출부와, 상기 정보 검출부에 의해 검출된 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템을 제공한다.

Description

원심력 기반의 미세유동 장치 및 이를 구비한 미세유동 시스템{Centrifugal force based microfluidic device, and microfluidic system with the same}
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 원심력 기반의 미세유동 장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 미세유동 장치의 회전에 따른 센서의 검출신호를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이다.
도 6는 도 5의 미세유동 장치 회전에 따른 센서의 검출신호를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ...미세유동 시스템 11 ...미세유동 장치
12 ...플랫폼 13 ...스핀들 모터 장착공
15 내지 18 ...제1 내지 제4 챔버 20 ...바코드
25 ...광검출기 26 ...콘트롤러
27 ...스핀들 모터 29 ...반응 검출기
본 발명은 원심력 기반의 미세유동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세유동 장치에 대한 정보가 포함된 원심력 기반의 미세유동 장치와, 미세유동 장치에 배치된 복수의 챔버에 대응되는 식별 마크를 구비한 원심력 기반의 미세유동 장치와, 상기 미세유동 장치를 구비한 미세유동 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 미세유동 장치를 구성하는 미세유동 구조물에는 소량의 유체를 가두어 둘 수 있는 챔버와, 유체가 흐를 수 있는 채널, 유체의 흐름을 조절할 수 있는 밸브, 그리고 유체를 받아 소정의 기능을 수행할 수 있는 여러 가지 기능성 유닛 등이 포함될 수 있다. 소형의 칩(chip) 상에서 생화학적 반응을 포함한 시험을 수행할 수 있도록 칩 형태의 기판에 이러한 미세유동 구조물을 배치한 것을 일컬어 바이오 칩이라고 하고, 특히 여러 단계의 처리 및 조작을 하나의 칩에서 수행할 수 있도록 제작된 장치를 랩온어칩(lab-on-a chip)이라 한다.
미세유동 구조물 내에서 유체를 이송하기 위해서는 구동 압력이 필요한데, 구동 압력으로서 모세관압이 이용되기도 하고, 별도의 펌프에 의한 압력이 이용되 기도 한다. 최근에는 콤팩트디스크 형상의 플랫폼에 미세유동 구조물을 배치하여 원심력을 이용하는 원심력 기반의 미세유동 장치들이 제안되고 있다. 이를 일컬어 랩씨디(LabCD) 또는 랩온어씨디(Lab-on-a-CD) 또는 랩온어디스크(Lab-on-a-Disc)라 한다.
이러한 원심력 기반의 미세유동 장치는 챔버에서 고유한 용도(예컨대, 콜레스테롤 검사, 간기능 검사)에 따른 시료의 반응이 수행되고, 그 반응 결과는 대응되는 반응 검출기를 통해 검출된다. 미세유동 장치에서 시료의 반응을 수행하고 반응 검출기를 이용하여 반응 결과를 검출하기 위해서는 디스크 형상의 플랫폼 상에 배치된 챔버 및 다양한 기능성 유닛들의 위치가 정확히 파악되어야 한다. 이를 위하여 플랫폼 상에 금속 조각을 부착하여 표시한 홈 위치(home position)를 광검출기로 검출하고, 상기 홈 위치를 원점(原點)으로 하여 챔버 및 기능성 유닛들의 위치를 파악하는 기술이 공지되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 기술은 홈 위치 검출 에러를 줄이기 위하여 비교적 큰 금속 조각을 부착하여야 하므로 위치 파악의 기준이 되는 원점(原點)이 큰 오차를 가지게 되어, 결과적으로 각 챔버 및 기능성 유닛들의 위치 파악 오차가 커진다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 미세유동 장치에는 미세유동 장치의 종류를 구별할 수 있는 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서, 작업자의 실수로 인하여 부적절한 회전 프로그램을 따라 미세유동 장치를 회전시킴으로써 시료와 미세유동 장치를 낭비하는 결과를 초래할 수 있다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버 위치 파악의 정확성이 향상되도록 개선된 원심력 기반의 미세유동 장치와, 이를 구비한 미세유동 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 자신에 대한 고유 정보를 포함하는 미세유동 장치와, 이를 구비한 미세유동 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 회전 가능한 디스크형 플랫폼; 상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버; 및, 상기 플랫폼에 구비되고, 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 미세유동 장치와, 상기 미세유동 장치를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부와, 상기 정보 저장체에 포함된 정보를 검출하는 정보 검출부와, 상기 정보 검출부에 의해 검출된 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 홈 위치(home position)에 대한 정보를 포함할 수 있고, 상기 콘트롤러는 상기 정보로 부터 판명된 미세유동 장치의 홈 위치를 원점(原點)으로 하여 각 챔버의 위치를 파악할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code)이고, 상기 정보 검출부는 상기 바코드에 내재된 정보를 검출할 수 있는 광검출기(optical detector)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보 저장체는 상기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)이고, 상기 정보 검출부는 상기 전파식별 태그에 포함된 정보를 판독할 수 있는 판독기(reader)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 회전 가능한 디스크형 플랫폼; 상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버; 및, 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된, 상기 복수의 챔버에 각각 대응되는 복수의 식별 마크;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 미세유동 장치와, 상기 미세유동 장치를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부와, 상기 복수의 식별 마크를 검출하는 광검출기(optical detector)와, 상기 광검출기에 의해 검출된 상기 식별 마크에 대한 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 복수의 식별 마크는 시각적으로 구별 가능하게 형태가 서로 다를 수 있다.
바람직하게는, 상기 광검출기는 복수 개 구비되고, 각 광검출기를 통해 검출 된 복수의 광신호를 조합하여 서로 다른 복수의 식별 마크를 구별하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 미세유동 장치는 상기 플랫폼에 구비되고, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함하는 정보 저장체를 더 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code) 또는 상기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심력 기반의 미세유동 장치 및 이를 구비한 미세유동 시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 원심력 기반의 미세유동 장치를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세유동 시스템(10)은 회전 가능한 디스크형 플랫폼(12)을 구비한 미세유동 장치(11)와, 상기 미세유동 장치(11)를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부와, 상기 미세유동 장치(11)에 대한 고유 정보를 검출하기 위한 정보 검출부와, 검출된 고유 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러(26)를 구비한다.
상기 미세유동 장치(11)는 플랫폼(12) 상에 특정 시료를 분석(assay)할 수 있도록 소량의 유체를 가두어 둘 수 있는 챔버와, 유체가 흐를 수 있는 채널, 유체의 흐름을 조절할 수 있는 밸브, 그리고 유체를 받아 소정의 기능을 수행할 수 있 는 여러 가지 기능성 유닛 등을 구비한다. 플랫폼(12)에 마련된 챔버, 채널, 밸브, 및 기능성 유닛들의 배치는 미세유동 장치(11)의 용도(예컨대, 콜레스테롤 검사, 간기능 검사 등)에 따라 달라진다. 도시된 실시예에서는 제1 내지 제4 챔버(15, 16, 17, 18)가 생화학 반응이 수행되고 그 결과가 검출되는 챔버들이다. 상기 미세유동 시스템(10)은 상기 챔버들(15, 16, 17, 18)에서 수행된 반응 결과를 검출하기 위한 반응 검출기(29)를 더 구비한다.
상기 플랫폼(12) 상면의 외주부에는 바코드(bar code, 20)가 인쇄되어 있다. 상기 바코드(20)는 미세유동 장치(11)에 대한 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체의 일종으로, 미세유동 장치(11)의 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다. 미세유동 장치(11)의 종류는 그 용도와, 챔버, 채널, 및 기능성 유닛 등의 배치 형태에 따라 분류될 수 있다. 같은 종류의 미세유동 장치(11)는 미세유동 시스템(10) 내에서 같은 회전 프로그램을 이용하여 회전되지만, 미세유동 장치(11)의 종류가 다르다면 회전 프로그램이 달라질 수 있다. 상기 바코드(20)는 미세유동 장치(11)의 홈 위치(home position)에 대한 정보도 포함하고 있다.
상기 정보 검출부는 상기 바코드(20)에 내재된 정보를 검출할 수 있는 광검출기(optical detector, 25)를 포함한다. 상기 광검출기(25)는 상기 플랫폼(12)의 표면을 향해 광(光)을 조사하는 발광부(미도시)와 플랫폼(12)에서 반사된 광을 검출하는 수광부(미도시)를 구비한다. 도시된 실시예에서 상기 바코드(20)는 플랫폼(12)의 상면에 인쇄되어 있고, 이에 대응되게 광검출기(25)는 플랫폼(12)의 상측에 배치되어 있으나, 바코드가 플랫폼(12)의 저면에 인쇄될 수도 있고, 이에 대응 되게 광검출기가 플랫폼(12)의 아래측에 배치될 수도 있다.
상기 회전 구동부는 플랫폼(12) 중앙부의 장착홀(13)에 끼워져 상기 미세유동 장치(11)를 회전시키는 스핀들 모터(27)를 포함한다. 상기 콘트롤러(26)는 광검출기(25), 스핀들 모터(27), 및 반응 검출기(29)와 통신 가능하게 연결된 컴퓨터(미도시)일 수 있다.
미세유동 장치(11)가 스핀들 모터(27)에 끼워지면 미세유동 장치(11)는 비교적 느린 회전속도로 반시계 방향으로 회전하고, 바코드(20)가 광검출기(25) 아래를 최초 바(B1)로부터 최후 바(B2)까지 차례로 지나면서 미세유동 장치(11)의 종류에 대한 정보와 홈 위치에 대한 정보가 판독된다. 바코드(20) 판독을 통해 미세유동 장치(11)의 종류가 파악되면 콘트롤러(26)는 그 미세유동 장치(11)의 종류에 대응되는 회전 프로그램에 따라 미세유동 장치(11)를 회전시켜 적절한 분석 결과가 얻어지도록 스핀들 모터(27)를 제어한다.
바코드(20) 정보를 이용하여 홈 위치를 인식하는 방법은 예를 들면, 미세유동 장치(11)가 회전할 때 광검출기(25)에 의해 최초 바(B1)에서 최후 바(B2)에 이르기까지 대응되는 광신호가 차례로 검출되므로 콘트롤러(46)는 바코드(20)가 광검출기(25)를 지나갔음을 인식함과 동시에 상기 최초 바(B1)의 위치를 홈 위치로 인식할 수 있다. 홈 위치(B1)를 원점(原點)으로 한 제1 챔버 내지 제4 챔버(15, 16, 17, 18)의 위치는 홈 위치(B1)에서 각 챔버(15, 16, 17, 18)까지의 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)로 나타낼 수 있다. 상기 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)는 미세유동 장치(11)의 종류에 대한 정보를 통하여 파악되므로, 콘트롤러(26)는 스핀들 모터(27)를 적 절히 제어하여 반응 결과를 검출하고자 하는 일 챔버가 반응 검출기(29) 아래에 오도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 미세유동 장치의 회전에 따른 센서의 검출신호를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 미세유동 시스템(30)은 회전 가능한 디스크형 플랫폼(32)을 구비한 미세유동 장치(31)와, 상기 미세유동 장치(31)를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 스핀들 모터(47)와, 광검출기(45)와, 콘트롤러(46)를 구비한다.
상기 미세유동 장치(11)는 도 2에 도시된 미세유동 장치(11)와 마찬가지로 챔버, 채널, 밸브, 및 여러 가지 기능성 유닛 등을 구비한다. 도시된 실시예에서 제1 내지 제4 챔버(35, 36, 37, 38)가 생화학 반응이 수행되고 그 결과가 검출되는 챔버들이다. 상기 미세유동 시스템(30)은 상기 챔버들(35, 36, 37, 38)에서 수행된 반응 결과를 검출하기 위한 반응 검출기(48)를 더 구비한다.
상기 플랫폼(32)의 측면에는 상기 제1 내지 제4 챔버(35, 36, 37, 38)에 각각 대응되는 제1 내지 제4 식별 마크(41, 42, 43, 44)가 인쇄되어 있다. 상기 식별 마크들(41, 42, 43, 44)은 플랫폼(32)의 두께 방향으로 연장된 바(bar) 형태이며, 각 식별 마크(41, 42, 43, 44) 사이에 형상의 차이는 없다. 상기 플랫폼(32) 측면에 식별 마크들(41, 42, 43, 44)이 없는 부분에는 바코드(bar code, 40)가 인쇄되어 있다. 상기 바코드(40)는 미세유동 장치(11)는 정보 저장체의 일종으로, 미세유 동 장치(31)의 종류에 대한 정보를 포함한다.
상기 광검출기(45)는 상기 플랫폼(32)의 측면을 향해 광(光)을 조사하는 발광부(미도시)와 플랫폼(32)에서 반사된 광을 검출하는 수광부(미도시)를 구비한다. 상기 콘트롤러(46)는 광검출기(45), 스핀들 모터(47), 및 반응 검출기(48)와 통신 가능하게 연결된 컴퓨터(미도시)일 수 있다.
미세유동 장치(31)가 스핀들 모터(47)에 끼워지면 미세유동 장치(31)는 비교적 느린 회전속도로 반시계 방향으로 회전하고, 바코드(40)가 광검출기(45)에서 조사된 광을 차례로 지나면서 미세유동 장치(31)의 종류에 대한 정보가 판독된다. 바코드(40) 판독을 통해 미세유동 장치(31)의 종류가 파악되면 콘트롤러(46)는 그 미세유동 장치(31)의 종류에 대응되는 회전 프로그램에 따라 미세유동 장치(31)를 회전시켜 적절한 분석 결과가 얻어지도록 스핀들 모터(47)를 제어한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 미세유동 장치(31)가 회전함에 따라 정기적으로 각 식별 마크(41, 42, 43, 44)에 대응되는 펄스 파형의 광신호가 광검출기(45)를 통해 검출된다. 예를 들어, 제1 챔버(35)에서의 반응 결과를 검출하고자 하면 광검출기(45)에 의해 바코드(40)에 대응되는 광신호가 검출된 이후 최초로 펄스 파형 광신호가 검출될 때 콘트롤러(46)는 제1 챔버(35)가 광검출기(45)의 위치에 도달하고 있음을 파악한다. 상기 콘트롤러(46)는 미세유동 시스템(30)의 반응 검출기(48)와 광검출기(45) 사이의 각도를 인식하고 있으므로, 스핀들 모터(47)를 적절히 제어하여 상기 플랫폼(32)을 반응 검출기(48)와 광검출기(45) 사이의 각도만큼 더 회전시켜 제1 챔버(35)가 반응 검출기(48) 아래에 오도록 할 수 있다. 이와 유사한 방법으로 제2 챔버 내지 제4 챔버(36, 37, 38)에서의 반응 결과도 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이고, 도 6는 도 5의 미세유동 장치 회전에 따른 센서의 검출신호를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 미세유동 시스템(50)은 회전 가능한 디스크형 플랫폼(52)을 구비한 미세유동 장치(51)와, 상기 미세유동 장치(51)를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 스핀들 모터(72)와, 제1 내지 제4 광검출기(65, 66, 67, 68)와, 콘트롤러(70)를 구비한다.
상기 미세유동 장치(51)는 도 2에 도시된 미세유동 장치(11)와 마찬가지로 챔버, 채널, 밸브, 및 여러 가지 기능성 유닛 등을 구비한다. 도시된 실시예에서 제1 내지 제4 챔버(55, 56, 57, 58)가 생화학 반응이 수행되고 그 결과가 검출되는 챔버들이다. 상기 미세유동 시스템(50)은 상기 챔버들(55, 56, 57, 58)에서 수행된 반응 결과를 검출하기 위한 반응 검출기(73)를 더 구비한다.
상기 플랫폼(52)의 측면에는 상기 제1 내지 제4 챔버(55, 56, 57, 58)에 각각 대응되는 제1 내지 제4 식별 마크(61, 62, 63, 64)가 인쇄되어 있다. 상기 식별 마크들(61, 62, 63, 64)은 시각적으로 구별 가능하게 형태가 서로 다르다. 구체적으로, 상기 식별 마크들(61, 62, 63, 64)은 플랫폼(52)의 두께 방향으로 4개의 칸을 갖는다. 제1 식별 마크(61)는 첫 번째 및 세 번째 칸(61a, 61c)이 검게 착색되고, 두 번째 및 네 번째 칸(61b, 61d)은 빈칸으로 남겨진다. 제2 식별 마크(62)는 두 번째 및 네 번째 칸(61b, 61d)이 검게 착색되고, 첫 번째 및 세 번째 칸(61a, 61c)은 빈칸으로 남겨진다. 제3 식별 마크(63)는 첫 번째 및 네 번째 칸(63a, 63d)이 검게 착색되고, 두 번째 및 세 번째 칸(63b, 63c)은 빈칸으로 남겨진다. 제4 식별 마크(64)는 첫 번째 및 두 번째 칸(64a, 64b)이 검게 착색되고, 세 번째 및 네 번째 칸(64c, 64d)은 빈칸으로 남겨진다. 도시된 실시예와 같이 4개의 칸을 갖는 식별 마크를 적용하면 모두 다 빈칸으로 식별 불가능한 형태를 제외하고 15(= 24-1)개의 챔버를 식별할 수 있다. 한편, 검은색 착색과 빈칸 외에 회색 착색도 도입하면 80(= 34-1)개의 챔버를 식별할 수 있다.
상기 4개의 광검출기(65, 66, 67, 68)는 각각 상기 플랫폼(52)의 측면을 향해 광(光)을 조사하는 발광부(미도시)와 플랫폼(52)에서 반사된 광을 검출하는 수광부(미도시)를 구비한다. 제1 광검출기(65)는 각 식별 마크들의 첫 번째 칸(61a, 62a, 63a, 64a)에 대응되는 광신호를 검출하고, 제2 광검출기(66)는 각 식별 마크들의 두 번째 칸(61b, 62b, 63b, 64b)에 대응되는 광신호를 검출하고, 제3 광검출기(67)는 각 식별 마크들의 세 번째 칸(61c, 62c, 63c, 64c)에 대응되는 광신호를 검출하며, 제4 광검출기(68)는 각 식별 마크들의 네 번째 칸(61d, 62d, 63d, 64d)에 대응되는 광신호를 검출한다. 상기 콘트롤러(70)는 상기 광검출기들(65, 66, 67, 68), 스핀들 모터(72), 및 반응 검출기(73)와 통신 가능하게 연결된 컴퓨터(미도시)일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 미세유동 장치(51)가 회전함에 따라 정기적으로 각 식별 마크의 첫 번째 내지 네 번째 칸에 대응되는 펄스 파형의 광신호가 제1 내지 제4 광검출기(65, 66, 67, 68)를 통해 검출된다. 콘트롤러(70)는 같은 시각에 4개의 광검출기(65, 66, 67, 68)를 통해 검출된 4개의 신호를 조합하여 제1 내지 제4 식별 마크(61, 62, 63, 64) 중에 어느 것인지를 파악할 수 있다. 예를 들어, 제1 챔버(55)에서 반응 결과를 검출하고자 하면 제1 광검출기(65)와 제3 광검출기(67)에서는 펄스 파형 광신호가 검출되고 제2 광검출기(66)와 제4 광검출기(68)에서는 펄스 파형 광신호가 검출되지 않을 때 콘트롤러(70)는 제1 챔버(55)가 4개의 광검출기(65, 66, 67, 68)의 위치에 도달하고 있음을 파악한다. 상기 콘트롤러(70)는 미세유동 시스템(50)의 반응 검출기(73)와 광검출기들(65, 66, 67, 68) 사이의 각도를 인식하고 있으므로, 스핀들 모터(72)를 적절히 제어하여 상기 플랫폼(52)을 반응 검출기(73)와 광검출기(65, 66, 67, 68) 사이의 각도만큼 더 회전시켜 제1 챔버(55)가 반응 검출기(73) 아래에 오도록 할 수 있다. 이와 유사한 방법으로 제2 챔버 내지 제4 챔버(56, 57, 58)에서의 반응 결과도 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 미세유동 시스템을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 미세유동 시스템(100)은 회전 가능한 디스크형 플랫폼(102)을 구비한 미세유동 장치(101)와, 상기 미세유동 장치(101)를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부와, 상기 미세유동 장치(101)에 대한 고유 정보를 검출하기 위한 정보 검출부와, 검출된 고유 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러(118)를 구비한 다.
상기 미세유동 장치(101)는 도 1 및 도 2에 도시된 미세유동 장치(11)와 마찬가지로 특정 시료를 분석(assay)하는 용도로 사용할 수 있으며, 제1 내지 제4 챔버(105, 106, 107, 108)는 생화학 반응이 수행되고 그 결과가 검출되는 챔버들이다. 도 7에 도시되진 않았으나 상기 미세유동 시스템(100)은 상기 챔버들(105, 106, 107, 108)에서 수행된 반응 결과를 검출하기 위한 반응 검출기(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 플랫폼(12)에는 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag, 115)가 내장된다. 상기 전파식별 태그(115)는 미세유동 장치(101)에 대한 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체의 일종으로, 미세유동 장치(101)의 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다. 미세유동 장치(101)의 종류는 그 용도와, 챔버, 채널, 및 기능성 유닛 등의 배치 형태에 따라 분류될 수 있다.
상기 정보 검출부는 상기 전파식별 태그(115)에 내재된 정보를 검출할 수 있는 판독기(117)를 포함한다. 전파식별 태그(115)와 판독기(117)를 이용한 미세유동 장치(101)의 정보 인식 시스템은 도 1에 도시된 바코드(20)와 광검출기(25)를 이용한 정보 인식 시스템과 달리 전파식별 태그(115)와 판독기(117)를 서로 마주보게 정렬(align)할 필요가 없어 미세유동 장치(101)와 그 시스템(100)을 보다 용이하게 설계할 수 있으며, 정보 인식의 에러를 줄일 수 있다.
상기 회전 구동부는 플랫폼(102) 중앙부의 장착홀(103)에 끼워져 상기 미세 유동 장치(101)를 회전시키는 스핀들 모터(미도시)를 포함한다. 상기 콘트롤러(118)는 판독기(117), 스핀들 모터(미도시), 및 반응 검출기(미도시)와 통신 가능하게 연결된 컴퓨터(미도시)일 수 있다. 미세유동 장치(101)가 판독기(117)와 근거리에 위치하면 판독기(117)에 의해 미세유동 장치(101)의 종류가 파악될 수 있고, 콘트롤러(118)는 그 미세유동 장치(101)의 종류에 대응되는 회전 프로그램에 따라 미세유동 장치(101)를 회전시켜 적절한 분석 결과가 얻어지도록 스핀들 모터(미도시)를 제어한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면 원심력 기반의 미세유동 장치의 챔버의 위치를 정확히 파악할 수 있으며, 종래의 경우보다 위치 오차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 원심력 기반의 미세유동 장치에 대한 정보를 자동으로 파악할 수 있어, 이를 이용하여 보다 자동화된 시료 분석 시스템을 용이하게 구축할 수 있다.

Claims (18)

  1. 회전 가능한 디스크형 플랫폼;
    상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버; 및,
    상기 플랫폼에 구비되고, 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 홈 위치(home position)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code) 또는 상기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)인 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  5. 회전 가능한 디스크형 플랫폼;
    상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버; 및,
    상기 플랫폼의 표면에 인쇄된, 상기 복수의 챔버에 각각 대응되는 복수의 식별 마크;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 식별 마크는 시각적으로 구별 가능하게 형태가 서로 다른 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 플랫폼에 구비되고, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함하는 정보 저장체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code) 또는 상기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)인 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
  9. 회전 가능한 디스크형 플랫폼, 상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버, 및, 상기 플랫폼에 구비되고, 판독 가능한 고유 정보를 포함하는 정보 저장체를 구비한 미세유동 장치;
    상기 미세유동 장치를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부;
    상기 정보 저장체에 포함된 정보를 검출하는 정보 검출부; 및,
    상기 정보 검출부에 의해 검출된 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함하고,
    상기 콘트롤러는 상기 정보로부터 판명된 미세유동 장치의 종류에 대응되는 회전 프로그램을 따라 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 정보 저장체에 포함된 고유 정보는, 미세유동 장치의 홈 위치(home position)에 대한 정보를 포함하고,
    상기 콘트롤러는 상기 정보로부터 판명된 미세유동 장치의 홈 위치를 원점(原點)으로 하여 각 챔버의 위치를 파악하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code)이고, 상기 정보 검출부는 상기 바코드에 내재된 정보를 검출할 수 있는 광검출기(optical detector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 정보 저장체는 상기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)이고, 상기 정보 검출부는 상기 전파식별 태그에 포함된 정보를 판독할 수 있는 판독기(reader)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  14. 회전 가능한 디스크형 플랫폼, 상기 플랫폼 상에 배치된 복수의 챔버 및, 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된, 상기 복수의 챔버에 각각 대응되는 복수의 식별 마크를 구비한 미세유동 장치;
    상기 미세유동 장치를 지지하고 제어 가능하게 회전시키는 회전 구동부;
    상기 복수의 식별 마크를 검출하는 광검출기(optical detector); 및,
    상기 광검출기에 의해 검출된 상기 식별 마크에 대한 정보에 기초하여 상기 회전 구동부의 회전을 제어하는 콘트롤러;를 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 식별 마크는 시각적으로 구별 가능하게 형태가 서로 다른 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 광검출기는 복수 개 구비되고,
    각 광검출기를 통해 검출된 복수의 광신호를 조합하여 서로 다른 복수의 식별 마크를 구별하는 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 플랫폼에 구비되고, 미세유동 장치의 회전 프로그램을 결정할 수 있는 미세유동 장치의 종류에 대한 정보를 포함하는 정보 저장체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 시스템.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 정보 저장체는 상기 플랫폼의 표면에 인쇄된 바코드(bar code) 또는 상 기 플랫폼에 내장된 전파식별 태그(RFID tag: radio frequency identification tag)인 것을 특징으로 하는 원심력 기반의 미세유동 장치.
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