KR20080103200A - 미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 - Google Patents
미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080103200A KR20080103200A KR1020070050205A KR20070050205A KR20080103200A KR 20080103200 A KR20080103200 A KR 20080103200A KR 1020070050205 A KR1020070050205 A KR 1020070050205A KR 20070050205 A KR20070050205 A KR 20070050205A KR 20080103200 A KR20080103200 A KR 20080103200A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- microchannel
- light
- amount
- microfluidic
- size
- Prior art date
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 title description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 338
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 8
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 6
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 101100202428 Neopyropia yezoensis atps gene Proteins 0.000 claims description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 7
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
- G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
- G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
- G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 미세유체 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로서, 가시 광선을 포함한 빛이 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 시간에 따른 광량을 측정하고, 광량 변화로 물질의 개수를 알 수 있으며, 주입 속도, 랩온어칩의 미세채널 폭, 시간 등을 통하여 물질의 크기를 용이하게 산출할 수 있고, 랩온어칩을 확대한 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 미세채널의 특정 영역만 볼 수 있도록 홀을 형성시켜 선택적으로 영역의 광량을 측정할 수 있는 미세유체 측정장치 및 측정방법을 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 빛을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 미세채널을 가지는 랩온어칩; 상기 랩온어칩의 미세채널로 제1 물질과 제2 물질을 일정 속도로 주입하는 펌프; 상기 미세채널을 볼 수 있도록 상기 랩온어칩의 영상을 확대시키는 대물 렌즈; 상기 랩온어칩의 미세채널을 통과한 가시 광선의 광량을 측정하는 광전자증배관; 상기 광전자증배관으로 입사된 광량으로 상기 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피 및 개수를 산출할 수 있는 결과 산출기; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
랩온어칩, 미세유체방울, 플러그, 크기, 개수, 선택적 영역, 광량
Description
도 1은 본 발명에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 미세유체 측정장치의 주입 속도에 따른 크기를 비교한 도.
도 3은 본 발명에 따른 미세유체 측정장치 중 결과 산출기로 출력된 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 실시예인 도 4를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 따른 일 실시예인 도 6을 개략적으로 도시한 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 미세유체 측정방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 9는 본 발명에 따른 미세유체 측정방법 중 미세유체의 크기 및 개수를 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>
1: 미세유체 측정장치 10: 광원
21: 제1 펌프 23: 제2 펌프
30: 랩온어칩 31: 유입부
33: 미세채널 35: 배출부
40: 대물 렌즈 50: 광전자증배관
60: 결과 산출기 61: 결과 표시부
70: 접안 렌즈 80: 영상 장치
90: 선택적 관찰 수단
본 발명은 미세유체 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가시 광선을 포함한 빛이 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 시간에 따른 광량을 측정하고, 광량 변화로 물질의 개수를 알 수 있으며, 주입 속도, 랩온어칩의 미세채널 폭, 시간 등을 통하여 물질의 크기를 용이하게 산출할 수 있고, 랩온어칩을 확대한 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 미세채널의 특정 영역만 볼 수 있도록 홀을 형성시켜 선택적으로 영역의 광량을 측정할 수 있는 미세유체 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 랩온어칩(Lab-on-a-chip)은 미세채널을 구비하고, 사용자가 분리하고자 하는 물질을 주입하고 분리시키거나 또는 배열시켜 동시에 여러 화학 반응을 시킬 수 있는 초소형칩을 일컫는다.
여기서, 레이저를 이용하여 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기를 측정하는 장치 및 방법은 레이저가 랩온어칩 내의 용액을 투과할 때, 측정되는 광량의 차이에 의하여 칩 내에 방울이 형성되는 모양을 형상화하고, 미세 채널 내부에서 미세유체방울, 플러그, 미세입자 등이 지나갈 때 사진을 촬영하여, 확대 배율과 사진상의 크기를 고려하고, 그 크기를 계산하는 방법이다.
그러나, 레이저를 이용하여 랩온어칩 내의 유체의 크기를 측정하는 방법은 레이저와 같은 고가의 장비가 요구되고, 레이저 파장 내에서 측정하므로 측정 범위가 좁고, 이에 따라 랩온어칩의 물질도 레이저에 맞도록 구비되어야 하고, 확대 배율과 사진상의 크기를 고려하여 크기 및 개수를 측정하는 데 어려움이 있는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 가시 광선을 포함한 빛이 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 시간에 따른 광량을 측정하고, 광량 변화로 물질의 개수를 알 수 있으며, 주입 속도, 랩온어칩의 미세채널 폭, 시 간 등을 통하여 물질의 크기를 용이하게 산출할 수 있고, 랩온어칩을 확대한 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 미세채널의 특정 영역만 볼 수 있도록 홀을 형성시켜 선택적으로 영역의 광량을 측정할 수 있는 미세유체 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 빛을 조사하는 광원; 상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 미세채널을 가지는 랩온어칩; 상기 랩온어칩의 미세채널로 제1 물질과 제2 물질을 일정 속도로 주입하는 펌프; 상기 미세채널을 볼 수 있도록 상기 랩온어칩의 영상을 확대시키는 대물 렌즈; 상기 랩온어칩의 미세채널을 통과한 가시 광선의 광량을 측정하는 광전자증배관; 상기 광전자증배관으로 입사된 광량으로 상기 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피 및 개수를 산출할 수 있는 결과 산출기; 를 포함한다.
여기서, 상기 펌프가 미세채널로 주입한 제1 물질은 소수성인 이온성 액체를 이용하고, 제2 물질은 친수성인 PBS 버퍼를 이용하여 혼합되지 않도록 이루어지되, 제1 물질은 오일 또는 수성이상계(ATPS)를 이용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 물질은 미세채널방향에 수평으로 유입되고, 상기 제2 물질은 미세채널방향에 수직 또는 비스듬하게 유입되어, 상기 제2 물질로 제1 물질이 분리되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 제1 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 제2 물질의 주입 속도 를 증가 및 감소시켜, 상기 제1 물질의 크기를 감소 및 증가시키거나 또는 제1 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시키면서 제2 물질을 일정 속도로 주입하여 제1 물질의 크기를 증가 및 감소시키거나 또는 제1 물질 및 제2 물질의 주입 속도를 동시에 변화시켜 제1 물질의 크기를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광전자증배관은 미세채널로 유입된 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛의 광량을 측정하되, 제1 물질 및 제2 물질이 이동됨에 따른 광량의 변화를 측정하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 미세채널 및 미세채널 내에 유입된 제1 물질 및 제2 물질에 대한 확대된 영상을 관찰할 수 있는 접안 렌즈; 를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세채널 내에 유입된 제1 물질 및 제2 물질의 영상을 디스플레이할 수 있는 영상 장치; 를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 결과 산출기는 상기 광전자증배관으로 입사된 광량을 시간에 따라 디스플레이하는 결과 표시부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
이때, 상기 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 상기 대물렌즈로 확대된 미세채널의 일부 영역의 광량만을 상기 광전자증배관에서 측정할 수 있도록 홀이 형성된 선택적 관찰 수단; 을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 홀의 크기는 상기 대물렌즈로 확대된 채널의 폭에 대응하는 크기를 가지는 홀; 로 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 가시 광선 영역의 광원을 제물대 상에 위치된 랩온어칩으로 입사시키는 제1 단계; 상기 랩온어칩의 미세채널에 소수성의 제1 물질과 친수성의 제2 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 미세채널을 대물렌즈로 확대시켜 이동하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 측정하는 제2 단계; 상기 광전자증배관으로 입사된 광량으로 상기 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피 및 개수를 결과 산출기로 산출 및 디스플레이하는 제3 단계; 를 포함한다.
여기서, 제2 단계는 상기 제1 물질은 미세채널방향에 수평으로 유입되고, 상기 제2 물질은 미세채널방향의 수직 또는 비스듬하게 유입되어, 상기 제2 물질로 제1 물질이 분리되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 제2 단계는 상기 제1 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 제2 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시켜, 상기 제1 물질의 크기를 감소 및 증가시키거나 또는 제1 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시키면서 제2 물질을 일정 속도로 주입하여 제1 물질의 크기를 증가 및 감소시키거나 또는 제1 물질 및 제2 물질의 주입 속도를 동시에 변화시켜 제1 물질의 크기를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 제3 단계는 대물렌즈로 확대된 미세채널의 일부 영역의 영상에 대하여, 상기 일부 영역으로 투과된 광량을 제한하도록 상기 대물렌즈와 광전자증배관 간에 형성된 홀을 통하여 광량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제3 단계는 상기 결과 산출기로 상기 미세채널을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질에서 투과된 광량을 시간에 따라 정렬하는 단계; 상기 미세채널에 분리되도록 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피를 상기 시간 및 속도를 통하여 산출하 는 단계; 상기 제1 물질 및 제2 물질의 길이와 상기 미세채널의 폭으로 상기 제1 물질 및 제2 물질의 길이를 산출하는 단계; 상기 제1 물질 및 제2 물질의 광량으로 상기 미세채널에 형성된 상기 제1 물질 및 제2 물질의 개수를 산출하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 미세유체 측정장치(1)는 광원(10)과 제1 펌프(21)와 제2 펌프(23)와 랩온어칩(30)과 대물 렌즈(40)와 광전자증배관(50)과 결과 산출기(60)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 광원(10)은 약 400nm - 700nm 의 파장을 가지는데, 가시 광선을 포함하여 광원 장치에 따라 약간의 자외선 및 적외선의 파장을 가질 수 있으며, 이는 상기 랩온어칩(30)에 빛이 조사될 수 있는 위치로 구비된다.
그리고, 상기 제1 펌프(First Syringe Pump, 21)와 제2 펌프(Second Syringe Pump, 23)는 상기 랩온어칩(30)의 유입구(Inlet)로 각각 점도 및 특성이 다른 물질을 각기 다른 속도로 주입하도록 구비되는데, 제1 펌프(21)에서는 소수성인 제1 물질을 주입하고, 제2 펌프(23)에서는 친수성인 제2 물질을 주입하여, 상기 두 물질이 혼합되지 않도록 한다.
여기서, 상기 제1 물질은 상기 랩온어칩(30)의 미세유체 유동방향에 수평되도록 유입부(31)에 주입되고, 상기 제2 물질도 상기 랩온어칩(30)의 미세유체 유동방향에 유입부(31)에 수평되도록 주입되나, 상기 제1 물질 및 제2 물질이 섞여 교차되도록 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 형성하는 미세채널(33)의 시작 부분(A)에서는 상기 제1 물질이 미세채널(33) 방향에 수평하도록 유입되고, 상기 제2 물질이 미세채널(33) 방향에 수직하도록 상, 하에서 유입된다.
따라서, A 부분에서 제1 물질이 일정 속도로 유입되는 동안에, 상기 제2 물질은 상, 하 부분에서 일정 속도로 유입되기 때문에, 상기 제2 물질의 유입으로 인하여 상기 제1 물질은 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 형성한다.
더불어, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 증가시키면, 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 증가되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 감소하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상기 제1 물질의 크기는 증가하게된다.
반대로, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 감소시키면, 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 감소되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 증가하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상기 제1 물질의 크기는 감소하게 된다.
그래서, 상기 제1 물질의 크기를 증가 또는 감소시켜 랩온어칩(30) 내에서 각각의 변수를 달리하여 실험을 한번에 수행할 수 있도록 이루어지는 것이다.
여기서, 본 발명에서는 상기 제1 물질을 소수성의 점도가 상대적으로 높은 이온성 액체를 주입하고, 상기 제2 물질을 친수성의 점도가 상대적으로 낮은 PBS 버퍼를 사용한다.
이때, PBS(Phosphate Buffered Saline) 버퍼는 외부로부터 어느 정도의 산 또는 염기를 가해도 이에 따른 영향을 완충시켜주는 물질로써, 수소 이온 농도를 일정하게 유지하려는 성질을 가지므로, 상기 이온성 액체의 pH 및 이온 세기의 변화를 적도록 구비되는데, 예를 들어 세포는 삼투막으로 싸여있어 외부 이온 농도가 높은 경우에는 팽창하여 파괴될 위험이 있으므로, 이를 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 세포 이외에도 단백질, 핵산 등의 대부분의 생물 물질들이 안정성 및 활성을 유지하기에 적절한 pH 범위를 가지는데, 이를 확보하는데 요구된다.
더불어, 상기 광원(10)으로부터 조사된 빛은 세포막 또는 제1 물질과 제2 물질 사이에는 계면이 형성되는데, 성질이나 점도가 다른 두 물질 사이에서는 짙고 어두운 계면을 형성하는 성질로 인하여 투과되는 빛이 상기 제1 물질 및 제2 물질에서 투과되는 빛보다 적어, 상대적으로 광량이 적게 측정되며, 이에 따라 어둡게 나타나게 되며, 이에 따라 제1 물질 및 제2 물질을 구분가능하다.
그리고, 상기 랩온어칩(30)은 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(23)에서 주입되는 제1 물질 및 제2 물질이 유입되는 유입부(31)와 상기 유입부(31)를 따라 유동하던 물질들이 교대로 혼합되도록 이루어져 유동되는 미세채널(33)과 이를 배출할 수 있 는 배출부(35)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 유입부(31)와 미세채널(33)이 이어지는 부분 A 에서는 상기한 바와 같이, 제2 펌프(23)에서 주입되는 제2 물질은 미세채널(33)방향에 대하여 상, 하로 수직되도록 유입되고, 제1 펌프(21)에서 주입되는 제1 물질은 미세채널(33)방향에 대하여 평행하도록 유입되어 제1 물질과 제2 물질이 교대로 미세채널(33)로 유입되게 된다.
또한, 상기 대물 렌즈(40)는 미세채널(33)의 일정 영역을 확대하도록 이루어지는데, 도면에서 도시한 바와 같이, 제1 물질 및 제2 물질이 교대로 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 이루는 것을 확대할 수 있도록 이루어진다.
여기서, 상기 대물 렌즈(40)는 일정 영역(B)을 확대하여, 상기 일정 영역(B)에서 상기 광원(10)이 미세채널(33)을 투과한 광량을 상기 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있도록 고정되게 상기 일정 영역(B)을 비춘다.
이때, 상기 일정 영역(B)은 제1 물질 및 제2 물질이 혼합되는 영역(A)을 제외한 미세 채널(33)의 어느 영역에서나 관찰 가능한데, 이는 어느 영역을 관찰하는지의 여부에 상관없이, 상기 제1 물질 및 제2 물질은 배출부(35) 방향으로 이동하므로, 어느 영역을 관찰하든지 시간에 따른 광량을 측정할 수 있기 때문이다.
그리고, 광전자증배관(光電子增倍管, 50)은 상기 대물 렌즈(40)로 확대된 일정 영역(B)에서 상기 미세채널(33)을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛 의 양인 광량을 측정할 수 있도록 구비되는데, 상기 광량은 아날로그 데이터이므로, 이를 디지털 데이터로 변환시킬 수 있는 D/A 변환기를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 광전자증배관(50)은 광전자가 물질에 충돌하면, 상기 물질 내의 전자에 에너지가 생겨 새로운 광전자가 고체 밖으로 튀어나오는 현상을 이용하여 광전류를 증폭하는 장치인데, 본 발명의 광전자증배관(50)은 투과되는 빛의 양인 광량(Number of Photon)을 측정할 수 있도록 구비된다.
더불어, 상기 결과 산출기(60)는 상기 광량을 시간에 따라 디지털 데이터로 정렬하며, 이에 따라 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결과 출력부(61, 미도시)를 구비하는 것도 바람직한데, 상기 디스플레이하는 결과 출력부(61)에서는 도면에서 도시된 바와 같이, 시간에 따른 광량을 도시하며, 이에 따라 제1 물질 및 제2 물질의 부피(크기) 및 개수를 측정할 수 있고, 이는 다음 수식과 같다.
여기서, 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그 1개의 길이는 제1 펌프(21)에서 출력되는 설정 가능한 주입 속도와 상대적으로 점도가 높아 광 투과도가 낮은 제1 물질의 광량이 낮은 부분이 지나간 시간을 알게 되면 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그의 부피(V)를 알 수 있게 된다.
이때, 미세유체방울 또는 플러그의 부피(V)를 알면, 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그의 길이를 알 수 있고, 이는 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그의 크기를 알 수 있다는 의미이며, 크기를 알 수 있으면, 랩온어칩(30)에서 화학 반응 시간 및 양이 많은 물질과 화학 반응 시간 및 양이 적은 물질을 구분하여 반응시킬 수 있다.
또한, 제1 물질은 제2 물질에 비하여 상대적으로 점도가 높아 빛의 투과도가 제2 물질보다 낮으므로, 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있는 광량은 적게되고, 이에 따라 결과 산출기(60)의 그래프에서는 제1 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 낮게, 제2 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 높게된다.
이를 통하여, 미세채널(33)에 제1 물질 및 제2 물질이 교대로 채워진 수를 셀 수 있는데, 제1 물질은 광량이 상대적으로 낮은 부분이고, 제2 물질은 광량이 상대적으로 높은 부분이므로, 상기 높은 부분 또는 낮은 부분을 세기만 하면 제1 물질 또는 제2 물질의 개수를 용이하게 알 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 미세유체 측정장치의 주입 속도에 따른 크기를 비교한 도이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 도 1의 B 부분을 확대하여 살펴보면, 상기 제1 물질 및 제2 물질이 섞여 교차되도록 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 형성하는 미세채널(33)의 시작 부분(A)을 지나서 미세채널(33)이 시작한다.
(a)의 경우에는, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 증가시키는데, 이때 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 증가되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 감소하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상기 제1 물질의 크기는 증가하게된다.
반대로, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 감소시키면, 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 감소되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 증가하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상기 제1 물질의 크기는 감소하게 된다.
그래서, 상기 제1 물질의 크기를 증가 또는 감소시켜 랩온어칩(30) 내에서 각각의 변수를 달리하여 실험을 한번에 수행할 수 있도록 이루어지는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세유체 측정장치 중 결과 산출기로 출력된 그래프 이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 도 1의 결과 산출기(60)는 바람직하게는 결과 출력부(61, 미도시)를 구비하여 시간에 따른 광량을 그래프로 디스플레이한다.
여기서, 상기 결과 산출기(60)는 상기 광량을 시간에 따라 디지털 데이터로 정렬하며, 이에 따라 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결과 출력부(61, 미도시)를 구비하여, 결과 출력부(61)에서는 도면에서 도시된 바와 같이, 시간에 따른 광량을 도시하며, 이에 따라 제1 물질 및 제2 물질의 부피(크기) 및 개수를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 그래프에서 (가) 부분의 제1 물질 부피(크기) 및 개수와 (나) 부분의 제2 물질 부피(크기) 및 개수를 측정하도록 하며, (가) 부분의 시간은 약 10초, (나) 부분의 시간은 약 20초라고 하면, 하기식과 같다.
제2 물질의 길이 = 10초 * 제2 물질의 주입 속도 / 미세채널의 단면적
여기서, 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그 1개의 길이는 제1 펌프(21)에서 출력되는 설정 가능한 주입 속도와 상대적으로 점도가 높아 광 투과도가 낮은 제1 물질의 광량이 낮은 부분이 지나간 시간을 알게 되면 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그의 부피를 알 수 있게 된다.
그리고, 부피와 미세채널(33)의 폭 및 높이 등의 곱인 단면적을 알면, 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그의 길이를 알 수 있고, 이는 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그의 크기를 알 수 있다는 의미이며, 크기를 알 수 있으면, 랩온어칩(30)에서 화학 반응 시간 및 양이 많은 물질과 화학 반응 시간 및 양이 적은 물질을 구분하여 반응시킬 수 있다.
또한, 제1 물질은 제2 물질에 비하여 상대적으로 점도가 높아 빛의 투과도가 제2 물질보다 낮으므로, 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있는 광량은 적게되고, 이에 따라 결과 산출기(60)의 그래프에서는 제1 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 낮게, 제2 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 높게된다.
이를 통하여, 미세채널(33)에 제1 물질 및 제2 물질이 교대로 채워진 수를 셀 수 있는데, 제1 물질은 광량이 상대적으로 낮은 부분이고, 제2 물질은 광량이 상대적으로 높은 부분이므로, 상기 높은 부분 또는 낮은 부분을 세기만 하면 제1 물질 또는 제2 물질의 개수를 용이하게 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 미세유체 측정장치(1)는 광원(10)과 제1 펌프(21)와 제2 펌프(23)와 랩온어칩(30)과 대물 렌즈(40)와 광전자증배관(50)과 결과 산출기(60)와 결과 표시부(61)와 접안 렌즈(70)와 영상 장치(80)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 광원(10)은 약 400nm - 700nm 의 파장을 가지는데, 가시 광선 을 포함하여 광원 장치에 따라 약간의 자외선 및 적외선의 파장을 가질 수 있으며, 이는 상기 랩온어칩(30)에 빛이 조사될 수 있는 위치로 구비된다.
그리고, 상기 제1 펌프(First Syringe Pump, 21)와 제2 펌프(Second Syringe Pump, 23)는 상기 랩온어칩(30)의 유입구(Inlet)로 각각 점도 및 특성이 다른 물질을 각기 다른 속도로 주입하도록 구비되는데, 제1 펌프(21)에서는 소수성인 제1 물질을 주입하고, 제2 펌프(23)에서는 친수성인 제2 물질을 주입하여, 상기 두 물질이 혼합되지 않도록 한다.
여기서, 상기 제1 물질은 상기 랩온어칩(30)의 미세유체 유동방향에 수평되도록 유입부(31)에 주입되고, 상기 제2 물질도 상기 랩온어칩(30)의 미세유체 유동방향에 유입부(31)에 수평되도록 주입되나, 상기 제1 물질 및 제2 물질이 섞여 교차되도록 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 형성하는 미세채널(33)의 시작 부분(A)에서는 상기 제1 물질이 미세채널(33) 방향에 수평하도록 유입되고, 상기 제2 물질이 미세채널(33) 방향에 수직하도록 상, 하에서 유입된다.
따라서, A 부분에서 제1 물질이 일정 속도로 유입되는 동안에, 상기 제2 물질은 상, 하 부분에서 일정 속도로 유입되기 때문에, 상기 제2 물질의 유입으로 인하여 상기 제1 물질은 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 형성한다.
더불어, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 증가시키면, 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 증가되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 감소하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상 기 제1 물질의 크기는 증가하게된다.
반대로, 제1 물질이 일정 속도로 유입되고, 제2 물질의 유입 속도를 감소시키면, 제1 물질의 유입 속도에 비하여 상대적으로 제2 물질의 유입 속도가 감소되므로, 시간이 흐를수록 상기 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그(Plug)의 크기는 증가하게 되어, 상기 미세채널(33)의 유입부(31)에서 배출부(35)쪽으로 갈수록 상기 제1 물질의 크기는 감소하게 된다.
그래서, 상기 제1 물질의 크기를 증가 또는 감소시켜 랩온어칩(30) 내에서 각각의 변수를 달리하여 실험을 한번에 수행할 수 있도록 이루어지는 것이다.
여기서, 본 발명에서는 상기 제1 물질을 소수성의 점도가 상대적으로 높은 이온성 액체를 주입하고, 상기 제2 물질을 친수성의 점도가 상대적으로 낮은 PBS 버퍼를 사용한다.
이때, PBS(Phosphate Buffered Saline) 버퍼는 외부로부터 어느 정도의 산 또는 염기를 가해도 이에 따른 영향을 완충시켜주는 물질로써, 수소 이온 농도를 일정하게 유지하려는 성질을 가지므로, 상기 이온성 액체의 pH 및 이온 세기의 변화를 적도록 구비되는데, 예를 들어 세포는 삼투막으로 싸여있어 외부 이온 농도가 높은 경우에는 팽창하여 파괴될 위험이 있으므로, 이를 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 세포 이외에도 단백질, 핵산 등의 대부분의 생물 물질들이 안정성 및 활성을 유지하기에 적절한 pH 범위를 가지는데, 이를 확보하는데 요구된다.
더불어, 상기 광원(10)으로부터 조사된 빛은 세포막 또는 제1 물질과 제2 물질 사이에는 계면이 형성되는데, 성질이나 점도가 다른 두 물질 사이의 계면에서는 투과되는 빛의 산란이 증가하므로, 결과적으로 투과하여 광전자증배관(50)에 도달하는 빛의 양이 감소되어, 상대적으로 광량이 적게 측정되며, 이에 따라 어둡게 나타나게 되며, 이에 따라 제1 물질 및 제2 물질을 구분가능하다.
그리고, 상기 랩온어칩(30)은 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(23)에서 주입되는 제1 물질 및 제2 물질이 유입되는 유입부(31)와 상기 유입부(31)를 따라 유동하던 물질들이 교대로 혼합되도록 이루어져 유동되는 미세채널(33)과 이를 배출할 수 있는 배출부(35)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 유입부(31)와 미세채널(33)이 이어지는 부분 A 에서는 상기한 바와 같이, 제2 펌프(23)에서 주입되는 제2 물질은 미세채널(33)방향에 대하여 상, 하로 수직되도록 유입되고, 제1 펌프(21)에서 주입되는 제1 물질은 미세채널(33)방향에 대하여 평행하도록 유입되어 제1 물질과 제2 물질이 교대로 미세채널(33)로 유입되게 된다.
또한, 상기 대물 렌즈(40)는 미세채널(33)의 일정 영역을 확대하도록 이루어지는데, 도면에서 도시한 바와 같이, 제1 물질 및 제2 물질이 교대로 미세유체방울 또는 플러그(Plug)를 이루는 것을 확대할 수 있도록 이루어진다.
여기서, 상기 대물 렌즈(40)는 일정 영역(B)을 확대하여, 상기 일정 영역(B)에서 상기 광원(10)이 미세채널(33)을 투과한 광량을 상기 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있도록 고정되게 상기 일정 영역(B)을 비춘다.
이때, 상기 일정 영역(B)은 제1 물질 및 제2 물질이 혼합되는 영역(A)을 제외한 미세 채널(33)의 어느 영역에서나 관찰 가능한데, 이는 어느 영역을 관찰하는지의 여부에 상관없이, 상기 제1 물질 및 제2 물질은 배출부(35) 방향으로 이동하므로, 어느 영역을 관찰하든지 시간에 따른 광량을 측정할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 대물 렌즈(40)로 확대된 일정 영역(B)에서 상기 미세채널(33)을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛의 양인 광량을 측정할 수 있도록 구비되는데, 상기 광량은 아날로그 데이터이므로, 이를 디지털 데이터로 변환시킬 수 있는 D/A 변환기를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 광전자증배관(光電子增倍管, 50)은 상기 대물 렌즈(40)로 확대된 일정 영역(B)에서 상기 미세채널(33)을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛의 양인 광량을 측정할 수 있도록 구비되는데, 상기 광량은 아날로그 데이터이므로, 이를 디지털 데이터로 변환시킬 수 있는 D/A 변환기를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 광전자증배관(50)은 광전자가 물질에 충돌하면, 상기 물질 내의 전자에 에너지가 생겨 새로운 광전자가 고체 밖으로 튀어나오는 현상을 이용하여 광전류를 증폭하는 장치인데, 본 발명의 광전자증배관(50)은 투과되는 빛의 양인 광량(Number of Photon)을 측정할 수 있도록 구비된다.
더불어, 상기 결과 산출기(60)는 상기 광량을 시간에 따라 디지털 데이터로 정렬하며, 이에 따라 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결과 출력부(61)를 구비하는 것도 바람직한데, 상기 디스플레이하는 결과 출력부(61)에서는 도면에서 도시된 바와 같이, 시간에 따른 광량을 도시하며, 이에 따라 제1 물질 및 제2 물질의 부피(크기) 및 개수를 측정할 수 있다.
여기서, 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그 1개의 길이는 제1 펌프(21)에서 출력되는 설정 가능한 주입 속도와 상대적으로 점도가 높아 광 투과도가 낮은 제1 물질의 광량이 낮은 부분이 지나간 시간을 알게 되면 제1 물질의 미세유체방울 또는 플러그의 부피를 알 수 있게 된다.
또한, 미세채널(33)의 높이와 폭(W)을 알면, 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그의 길이를 알 수 있고, 이는 제1 물질의 미세유체방울 및 플러그의 크기를 알 수 있다는 의미이며, 크기를 알 수 있으면, 랩온어칩(30)에서 화학 반응 시간 및 양이 많은 물질과 화학 반응 시간 및 양이 적은 물질을 구분하여 반응시킬 수 있다.
또한, 제1 물질은 제2 물질에 비하여 상대적으로 점도가 높아 빛의 투과도가 제2 물질보다 낮으므로, 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있는 광량은 적게되고, 이에 따라 결과 산출기(60)의 그래프에서는 제1 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 낮게, 제2 물질의 부분에서는 광량이 상대적으로 높게된다.
이를 통하여, 미세채널(33)에 제1 물질 및 제2 물질이 교대로 채워진 수를 셀 수 있는데, 제1 물질은 광량이 상대적으로 낮은 부분이고, 제2 물질은 광량이 상대적으로 높은 부분이므로, 상기 높은 부분 또는 낮은 부분을 세기만 하면 제1 물질 또는 제2 물질의 개수를 용이하게 알 수 있다.
그리고, 접안 렌즈(70)는 상기 대물 렌즈(40)로 확대한 미세채널(33)의 일정 영역을 사용자가 볼 수 있도록 상기 대물 렌즈(40) 상에 구비되는 것이 바람직하며, 사용자가 볼 수 있는 영상을 촬영하여 출력할 수 있도록 영상 장치(80)가 구비되는 것도 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예인 도 4를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미세유체 측정장치(1)는 광원(10)과 제1 펌프(21)와 제2 펌프(23)와 랩온어칩(30)과 대물 렌즈(40)와 광전자증배관(50)과 결과 산출기(60)와 결과 표시부(61)와 접안 렌즈(70)와 영상 장치(80)를 포함하여 이루어진다.
상기 광원(10)은 약 400nm - 700nm 의 파장으로 랩온어칩(30)에 빛을 조사하고, 상기 제1 펌프(First Syringe Pump, 21)와 제2 펌프(Second Syringe Pump, 23)는 상기 랩온어칩(30)의 유입구(Inlet)로 각각 점도 및 특성이 다른 물질을 각기 다른 속도로 주입한다.
또한, 상기 대물 렌즈(40)는 미세채널(33)의 일정 영역을 확대하여, 상기 광원(10)이 미세채널(33)을 투과한 광량을 상기 광전자증배관(50)에서 측정할 수 있도록 고정된다.
그리고, 광전자증배관(50)은 상기 대물 렌즈(40)로 확대된 일정 영역에서 상기 미세채널(33)을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛의 양인 광량을 측정하여, 상기 광량을 시간에 따라 디지털 데이터로 정렬하며, 이에 따라 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결과 산출기(60)의 결과 출력부(61)로 보내고, 이를 시간에 따른 광량을 그래프로 도시할 수 있다.
더불어, 접안 렌즈(70)로 상기 대물 렌즈(40)로 확대한 미세채널(33)의 일정 영역을 사용자가 볼 수 있고, 영상 장치(80)로 사용자가 볼 수 있는 영상을 촬영하여 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체 측정장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 7은 본 발명의 따른 일 실시예인 도 6을 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 미세유체 측정장치(1)는 도 1의 미세유체 측정장치(1)에 선택적 관찰 수단(90)이 더 포함된다.
여기서, 상기 선택적 관찰 수단(90)은 상기 대물 렌즈(40)와 광전자증배관(50) 사이에 구비되어 대물 렌즈(40)로 확대된 미세채널(33)의 폭보다 작은 영역 만을 측정할 수 있도록 홀을 형성한다.
그리고, 미세채널(33) 이외의 영역에 대하여 반사 및 투과된 광량을 제외시킴으로써, 광전자증배관(90)에서 감지하는 광량을 감소시키고, 광량을 측정하는 광전자증배관(50)으로부터 결과 산출기(60)로 광량을 전달하여 그래프 및 수치화할 때, 광량의 오버 플로우(Over Flow)를 제거할 수 있도록 미세채널(33) 내에서 반사 및 투과된 광량만을 측정하도록 구비된다.
상기 홀의 형상은 상기 미세채널(33)에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하며, 어떤 형상으로도 형성 가능하다.
도 8은 본 발명에 따른 미세유체 측정방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 미세유체 측정방법은 광원에서 빛을 랩온어칩으로 조사하면서 시작된다(S10).
여기서, 상기 랩온어칩으로 제1 펌프 및 제2 펌프를 통하여 제1 물질 및 제2 물질이 미세채널의 유입구로 주입된다(S20).
또한, 미세채널을 대물렌즈로 확대시켜, 상기 미세채널의 특정 영역에서 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 전달하여 광량을 측정하도록 한다(S30).
그리고, 광전자증배관으로 입사된 광량을 디지털 데이터로 변환시켜, 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피(크기) 및 개수를 결과 산출기로 계산하고, 이를 바람직하게는 결과 표시기로 디스플레이한다(S40).
도 9는 본 발명에 따른 미세유체 측정방법 중 미세유체의 크기 및 개수를 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이며, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 미세유체 측정방법 중 미세유체의 크기 및 개수를 산출하는 방법은 결과 산출기로 미세채널을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질의 광량을 시간순으로 정렬하는 것으로 시작한다(S41).
그리고, 미세채널에 교차되도록 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피를 시간 및 속도로 산출한다(S43).
더불어, 제1 물질 및 제2 물질의 부피와 상기 미세채널의 단면적으로 상기 제1 물질 및 제2 물질의 길이를 산출한다(S45).
마지막으로, 제1 물질 및 제2 물질의 서로 다른 광량으로, 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 수를 카운트하여, 이를 산출한다(S47).
이때, 제1 물질과 제2 물질은 서로 다른 점도를 가지고 있으므로, 인접한 2개의 상(相)사이의 경계면에서는 광량이 급격히 감소하므로, 이에 따라 산출하는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 가시 광선을 포함한 빛이 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 시간에 따른 광량을 측정하 고, 광량 변화로 물질의 개수를 알 수 있으며, 주입 속도, 랩온어칩의 미세채널 폭, 시간 등을 통하여 물질의 크기를 용이하게 산출할 수 있고, 랩온어칩을 확대한 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 미세채널의 특정 영역만 볼 수 있도록 홀을 형성시켜 선택적으로 영역의 광량을 측정할 수 있고, 미세 채널 내부를 지나는 미세유체방울 또는 플러그 및 미세입자의 크기를 실시간으로 측정하는 것이 용이하여 미세유체장치에서의 물질 분석에 폭넓게 활용될 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.
Claims (15)
- 빛을 조사하는 광원;상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 미세채널을 가지는 랩온어칩;상기 랩온어칩의 미세채널로 제1 물질과 제2 물질을 일정 속도로 주입하는 펌프;상기 미세채널을 볼 수 있도록 상기 랩온어칩의 영상을 확대시키는 대물 렌즈;상기 랩온어칩의 미세채널을 통과한 가시 광선의 광량을 측정하는 광전자증배관;상기 광전자증배관으로 입사된 광량으로 상기 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피 및 개수를 산출할 수 있는 결과 산출기;를 포함하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 펌프가 미세채널로 주입한 제1 물질은 소수성인 이온성 액체를 이용하고, 제2 물질은 친수성인 PBS 버퍼를 이용하여 혼합되지 않도록 이루어지되, 제1 물질은 오일 또는 수성이상계(ATPS)를 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 물질은 미세채널방향에 수평으로 유입되고, 상기 제2 물질은 미세채널방향에 수직 또는 비스듬하게 유입되어, 상기 제2 물질로 제1 물질이 분리되는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 제2 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시켜, 상기 제1 물질의 크기를 감소 및 증가시키거나 또는 제1 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시키면서 제2 물질을 일정 속도로 주입하여 제1 물질의 크기를 증가 및 감소시키거나 또는 제1 물질 및 제2 물질의 주입 속도를 동시에 변화시켜 제1 물질의 크기를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 광전자증배관은 미세채널로 유입된 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 빛의 광량을 측정하되, 제1 물질 및 제2 물질이 이동됨에 따른 광량의 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 미세채널 및 미세채널 내에 유입된 제1 물질 및 제2 물질에 대한 확대된 영상을 관찰할 수 있는 접안 렌즈;를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 미세채널 내에 유입된 제1 물질 및 제2 물질의 영상을 디스플레이할 수 있는 영상 장치;를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 결과 산출기는 상기 광전자증배관으로 입사된 광량을 시간에 따라 디스플레이하는 결과 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 대물 렌즈와 광전자증배관 간에 상기 대물렌즈로 확대된 미세채널의 일부 영역의 광량만을 상기 광전자증배관에서 측정할 수 있도록 홀이 형성된 선택적 관찰 수단;을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 제1항에 있어서,상기 홀의 크기는 상기 대물렌즈로 확대된 채널의 폭에 대응하는 크기를 가지는 홀;로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정장치.
- 가시 광선 영역의 광원을 제물대 상에 위치된 랩온어칩으로 입사시키는 제1 단계;상기 랩온어칩의 미세채널에 소수성의 제1 물질과 친수성의 제2 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 미세채널을 대물렌즈로 확대시켜 이동하는 제1 물질 및 제2 물질을 투과한 광량을 광전자증배관으로 측정하는 제2 단계;상기 광전자증배관으로 입사된 광량으로 상기 미세채널에 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피 및 개수를 결과 산출기로 산출 및 디스플레이하는 제3 단계;를 포함하는 미세유체 측정방법.
- 제11항에 있어서,제2 단계는 상기 제1 물질은 미세채널방향에 수평으로 유입되고, 상기 제2 물질은 미세채널방향의 수직 또는 비스듬하게 유입되어, 상기 제2 물질로 제1 물질이 분리되는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정방법.
- 제11항에 있어서,제2 단계는 상기 제1 물질을 일정 속도로 주입하고, 상기 제2 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시켜, 상기 제1 물질의 크기를 감소 및 증가시키거나 또는 제1 물질의 주입 속도를 증가 및 감소시키면서 제2 물질을 일정 속도로 주입하여 제1 물질의 크기를 증가 및 감소시키거나 또는 제1 물질 및 제2 물질의 주입 속도를 동시에 변화시켜 제1 물질의 크기를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정방법.
- 제13항에 있어서,제3 단계는대물렌즈로 확대된 미세채널의 일부 영역의 영상에 대하여, 상기 일부 영역으로 투과된 광량을 제한하도록 상기 대물렌즈와 광전자증배관 간에 형성된 홀을 통하여 광량을 측정하는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정방법.
- 제13항에 있어서,제3 단계는상기 결과 산출기로 상기 미세채널을 통과하는 제1 물질 및 제2 물질에서 투과된 광량을 시간에 따라 정렬하는 단계;상기 미세채널에 분리되도록 형성된 제1 물질 및 제2 물질의 부피를 상기 시간 및 속도를 통하여 산출하는 단계;상기 제1 물질 및 제2 물질의 길이와 상기 미세채널의 폭으로 상기 제1 물질 및 제2 물질의 길이를 산출하는 단계;상기 제1 물질 및 제2 물질의 광량으로 상기 미세채널에 형성된 상기 제1 물질 및 제2 물질의 개수를 산출하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유체 측정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070050205A KR100902093B1 (ko) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070050205A KR100902093B1 (ko) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080103200A true KR20080103200A (ko) | 2008-11-27 |
| KR100902093B1 KR100902093B1 (ko) | 2009-06-09 |
Family
ID=40288643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070050205A KR100902093B1 (ko) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100902093B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160141749A (ko) * | 2014-03-07 | 2016-12-09 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 분석물 추출, 농축 및 검출을 통합하는 소자 |
| US11828755B2 (en) | 2016-06-09 | 2023-11-28 | The Regents Of The University Of California | Biomarker concentration and signal amplification for use in paper-based immunoassays and a single platform for extracting, concentrating, and amplifying DNA |
| US11867693B2 (en) | 2017-03-27 | 2024-01-09 | The Regents Of The University Of California | Semi-quantitative lateral-flow immunoassay for the detection of CSF leaks |
| US11885803B2 (en) | 2015-09-04 | 2024-01-30 | The Regents Of The University Of California | Methods and devices for analyte collection, extraction, concentration, and detection for clinical applications |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102553905B1 (ko) * | 2022-08-24 | 2023-07-10 | 주식회사 팍스웰 | 세포 분석을 위한 바이오 칩 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6001229A (en) * | 1994-08-01 | 1999-12-14 | Lockheed Martin Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis |
| JP2003302360A (ja) | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | マイクロ化学システム用チップ部材 |
| KR100600923B1 (ko) * | 2004-03-31 | 2006-07-13 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 광학부를 구비한 미세입자 분석 장치 |
| KR100822810B1 (ko) * | 2004-11-25 | 2008-04-18 | 한국과학기술연구원 | 랩온어칩에서의 형광 편광 측정 방법 및 장치 |
-
2007
- 2007-05-23 KR KR1020070050205A patent/KR100902093B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160141749A (ko) * | 2014-03-07 | 2016-12-09 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 분석물 추출, 농축 및 검출을 통합하는 소자 |
| US11635432B2 (en) | 2014-03-07 | 2023-04-25 | The Regents Of The University Of California | Methods and devices for integrating analyte extraction, concentration and detection |
| US11885803B2 (en) | 2015-09-04 | 2024-01-30 | The Regents Of The University Of California | Methods and devices for analyte collection, extraction, concentration, and detection for clinical applications |
| US11828755B2 (en) | 2016-06-09 | 2023-11-28 | The Regents Of The University Of California | Biomarker concentration and signal amplification for use in paper-based immunoassays and a single platform for extracting, concentrating, and amplifying DNA |
| US11867693B2 (en) | 2017-03-27 | 2024-01-09 | The Regents Of The University Of California | Semi-quantitative lateral-flow immunoassay for the detection of CSF leaks |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100902093B1 (ko) | 2009-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220143617A1 (en) | Manipulation of microfluidic droplets | |
| US7283215B2 (en) | Method and apparatus for fluid velocity measurement based on photobleaching | |
| JP5677428B2 (ja) | マイクロフルイディックプラットホームを用いた相挙動分析 | |
| DE112006000642B4 (de) | Mikrofluidischer Sensor zur Messung der Grenzflächenspannung und Verfahren zum Messen der Grenzflächenspannung | |
| KR100902093B1 (ko) | 미세채널 내에서 가시광선의 투과도 측정을 이용한 액체의Ｄｒｏｐｌｅｔ／Ｐｌｕｇ 및 미세입자 크기와 개수측정장치 및 측정방법 | |
| Sobek | Microfabricated fused silica flow chambers for flow cytometry | |
| Jiang et al. | Visualizing millisecond chaotic mixing dynamics in microdroplets: A direct comparison of experiment and simulation | |
| KR102100197B1 (ko) | 플로우 셀을 이용한 미세조류 연속 모니터링 장치 | |
| Marmiroli et al. | Free jet micromixer to study fast chemical reactions by small angle X-ray scattering | |
| US11493422B2 (en) | Method and device for analyzing a fludic sample with dispersed particles | |
| KR100965222B1 (ko) | 혈액의 무세포 경계층 분석장치 및 이를 이용한 무세포 경계층 분석방법 | |
| JP2005331506A (ja) | マイクロチップ、及び該マイクロチップを備えた蛍光粒子計数装置 | |
| Sapuppo et al. | A polymeric micro-optical interface for flow monitoring in biomicrofluidics | |
| US20090026387A1 (en) | Optical-based cell deformability | |
| Riccomi et al. | Ghost Particle Velocimetry as an alternative to μPIV for micro/milli-fluidic devices | |
| Azmayesh-Fard et al. | Lab on a chip for measurement of particulate flow velocity using a single detector | |
| JP5387689B2 (ja) | 血球軌跡表示装置 | |
| Lin et al. | FSVPy: A python-based package for fluorescent streak velocimetry (FSV) | |
| Bennet | Multi-parameter quantitative mapping of microfluidic devices | |
| GB2561194A (en) | Quick count device | |
| Dou et al. | A microfluidic based optical particle detection method | |
| Hairer et al. | Experiments on hydrodynamic focusing of non coaxial sheath flows | |
| McCulloch et al. | Measuring liquid-liquid volume composition in transparent tubing using a linear CMOS sensor | |
| Kim et al. | Micro-imaging techniques for evaluation of plastic microfluidic chip | |
| Beech et al. | Broken Symmetries in Microfluidic Pillar Arrays are Reflected in a Flowing DNA Solution across Multiple Length Scales |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130325 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140320 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |