KR20090049414A - 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오칩에 적용되어 일회용으로 사용될 수 있는 혈장 분리용 필터 소자에 관한 것으로, 본 발명의 혈장 분리용 필터 소자는, 혈액 유입구가 형성되는 상부 기판과, 상기 혈액 유입구에 유입된 혈액에서 혈장을 추출하는 필터부가 형성된 중간 기판과, 상기 필터부에서 추출된 혈장이 배출되는 배출구가 형성되는 하부 기판이 적층으로 접합되어 이루어진다.
필터, 혈액, 바이오칩, 혈장, 일회용

Description

일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자{DISPOSABLE MULTI-LAYERED FILTRATION DEVICE FOR THE SEPARATION OF BLOOD PLASMA}
본 발명은 전혈(全血)로부터 혈장을 분리하는데 사용되는 혈장 분리 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바이오칩으로 구현 가능하며, 일회용으로 사용가능한 다층형 혈장 분리 필터 소자에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[2006-S-007-02, 과제명: 유비쿼터스 건강관리용 모듈/시스템]
사람 또는 동물의 몸안의 혈관을 순환하는 혈액은 폐에서 받아들인 산소를 조직세포에 운반하고, 조직으로부터 이산화탄소를 폐로 운반하여 밖으로 방출시키고, 소화관에서 흡수된 영양소를 장기나 조직 세포로 운반하며, 조직의 분해 산물로서 생체에 불필요한 물질을 신장으로 운반하여 몸 밖으로 배출시키고, 내분비선에서 분비된 호르몬을 작용 기관·조직까지 운반하고, 체열을 균등하게 분산시켜 체온을 일정하게 유지시키며, 그 밖에 생체에 침입한 세균·이물질 등을 파괴·무 독화(無毒化)시키는 등의 다양한 기능을 수행한다.
이러한 혈액은 각종 질병이나 건강 상태를 판단하기 위한 주요한 지표로 사용되는데, 단백질 칩은 혈액 시료에 있는 특정 단백질의 발현 유무 혹은 특정 단백질의 양을 측정 검출하여 단백질과 관련된 질병의 진단, 예후관리 등에 이용하는 바이오칩의 일종이다.
혈액은 적혈구, 백혈구, 혈소판 등과 같은 혈구와, 물, 단백질, 지방, 당질 및 기타 무기질들로 이루어지는 혈장으로 이루어지며, 상기 검출 대상이 되는 단백질은 주로 혈장에 존재하기 때문에, 상기 단백질칩은 고감도의 정량화된 결과를 얻기 위해서 혈액으로부터 혈장 성분만을 분리할 수 있는 필터 요소를 필요로 한다.
일반적인 혈액 필터는 대용량의 혈액을 신속하게 처리하는 것을 목적으로 하지만, 상기 단백질칩의 혈액 필터에는 소량의 혈액으로 혈장의 오염이 없이 빠른 분리가 이루어지는 것을 요구하고 있다.
기존에 전혈로부터 혈장을 분리하기 위하여 제안된 다양한 방법들로는, 원심력을 이용하여 혈구와 혈장을 분리하는 방법, 혈구보다 작은 크기의 미세구조체를 유로에 배치하고 혈액을 외부로부터 펌핑시켜 혈구는 미세구조체에 의해 걸러지고 혈장만 추출되도록 하는 방법, 혈구가 통과하지 못하는 낮은 높이의 격막을 설치하여 혈장 성분만 격막을 통과하여 빠져나오도록 하는 방법, 종이, 유리섬유, 다공성 매질 혹은 멤브레인(membrane)을 혈액 유동의 측면 혹은 정면에 배치하여 혈구를 분리시키는 방법, 중력에 의한 혈구의 침강 효과를 이용하여 혈구와 혈장이 층을 이루도록 한 후 혈장만을 뽑아내는 방법, 전기적 신호를 가함으로써 혈구의 흐름을 편향시키는 방법 등이 있다.
더 구체적인 예로서, 2004년 10월 7일자로 국제 공개된 국제공개특허 WO2004/084974호(명칭:BLOOD FILTER DEVICE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME)에서 제안한 혈액 필터 장치는, 혈액 유입구를 돔부의 측면에 수평방향으로 형성시키고, 상기 유입구로부터 돔부로 유입된 혈액이 필터유지부를 통과하여 유출구로 유출되면서 혈액 중의 불순물이나 혈전 등을 제거하여 혈장만을 분리한다. 이때, 돔부의 꼭대기에 형성된 공기배출구를 통하여 혈액 중의 잔류 기포를 배제시킬 수 있다.
다른 예로서, 2004년 6월 3일자로 국제 공개된 국제공개특허 WO2004/046716호(명칭:PLASMA OR SERUM SEPARATION MEMBRANE AND FILTER APPARATUS INCLUDING THE PLASMA OR SERUM SEPARATION MEMBRANE)의 필터 장치는, 본체의 상부에 필터부재가 내장된 통형 부재를 기밀적으로 고정한 후, 본체의 내부를 감압함으로써, 상기 통형 부재에 채집된 혈액이 여과되면서 혈장이나 혈청을 분리하는 것이다.
또 다른 예로서, 1999년 11월 18일자로 국제 공개된 국제공개특허 WO99/058172호(명칭: FILTER DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING BLOOD)는 다량의 혈액으로부터 특정 성분을 효율적으로 제거하기 위한 혈액 처리 필터 장치에 관한 것으로서, 혈액 처리 필터층과 혈액이 좀 더 쉽게 흐르는 시트상의 공간층이 적층된 상태로 감겨 있고, 시트상의 공간층의 단부를 필터재의 외주면 또는 외주면에 노출시켜, 수 리터에 해당하는 많은 양의 혈액을 처리하여 원하는 표적 물질을 쉽게 제거할 수 있도록 한다.
그런데, 기존에 나와 있는 혈액 필터들은, 대부분 대용량의 혈액을 처리하기 위한 것으로서, 칩 형태로 구현되지 못하였거나 칩 형태로 구현되는 것이 불가능하였다.
또한, 기존의 혈액 필터 장치들은, 종이, 유리 섬유, 맴브레인, 다공성 매질 등과 같은 필터재를 구비시키는 구조 및 제조 공정이 복잡하거나, 제조 비용이 높아서 일회용으로 사용되기에는 부적합하다.
또한, 기존의 혈액 필터 장치들은, 구조적인 특징으로 인해 유로 폐쇄, 혈장 분리 효율 감소, 분리 시간 증가, 복잡한 구동 동작 등의 문제점이 있을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일회용으로 이용될 수 있도록 제작이 간편하고 간단한 구조를 가지며, 바이오칩에 직접 활용이 가능한 형태로 구현될 수 있는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 특별한 장치 없이 혈액을 투입하고 압착하는 간편한 동작으로 혈장을 분리할 수 있는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 소량의 혈액을 빠른 시간에 혈장 분리가 가능하면서 혈장 분리 효율이 높은 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 구성 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자는, 혈액 유입구가 형성되는 상부 기판; 상기 혈액 유입구에 유입된 혈액에서 혈장을 추출하는 필터부가 형성된 중간 기판; 및 상기 필터부에서 추출된 혈장이 배출되는 배출구가 형성되는 하부 기판이 적층으로 접합되어 이루어진다.
더하여, 상기 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자에 있어서, 상기 필터부는, 상기 혈액 유입구와 대향하는 위치에 상기 중간 기판을 두께 방향으로 천공하여 이루어지며 상기 혈액 유입구에서 유입된 혈액에서 혈장만을 통과시키는 하나 이상의 필터가 내부에 다층으로 구비되는 필터 챔버; 상기 필터 챔버의 필터에서 추출된 혈장을 충진하기 위한 마이크로 챔버; 상기 필터 챔버와 상기 마이크로 챔버를 연결하는 마이크로 채널로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 필터는 종이, 유리섬유, 다공층 매질 중의 하나로 형성될 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 측면에 따른 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자는, 상기 마이크로 챔버에 충진된 혈장과 생물학적 반응 및 감지가 일어나는 항원, 항체, 효소, 마이크로 또는 나노 입자, 전극, 센서 중에서 하나 이상을 상기 마이크로 챔버 내에 더 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자에 있어서, 상기 필터 챔버는, 상기 필터의 하부에 위치하며 상기 마이크로 채널 방향으로 혈장을 유동시키기 위한 절개부가 형성된 오링 형태의 하측 탄성판을 더 구비할 수 있 으며, 또한, 상기 필터의 상부에 위치한 오링 형태의 상측 탄성판을 더 구비할 수 있으며, 이때 상기 필터 챔버의 두께는 상기 필터와 상기 상측 탄성판과 하측 탄성판의 두께의 총합과 같거나 작아서, 상기 상부 기판과 중간 기판과 하부 기판의 접합에 의하여 상기 필터와 상기 상측 탄성판과 하측 탄성판이 필터 챔버 내부에 압착되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따른 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자에 있어서, 상기 혈액 유입구를 밀봉하기 위한 접착 수단 및 덮개 필름을 더 포함할 수 있으며, 상기 덮개 필름은 압착 시에 변형이 일어나고 압착이 제거된 후 변형이 유지될 수 있도록 얇은 폴리머 필름으로 형성될 수 있고, 상기 접착 수단은, 상기 혈액유입구의 상부 테두리에 폐곡선 형태로 형성되어 상기 덮개 필름과 상기 상부 기판과 접합하는 양면 테이프로 구현될 수 있다.
본 발명에 의한 혈장 분리 필터 소자는, 적층 구조로 이루어져 바이오칩에 일체화되어 직접 활용이 가능하며, 제작이 간편한 간단한 구조를 가지며 제조 비용이 저렴하기 때문에 일회용으로 활용될 수 있는 우수한 효과가 있다. 특히, 본 발명에 의한 혈장 분리 필터 소자는 특별한 구동 장치 없이, 사용자가 소량의 혈액을 투입한 후, 압착하는 간편한 손동작으로 혈장을 분리할 수 있다.
또한, 본 발명의 혈장 분리 필터 소자는 적층된 필터부와 탄성판을 구비시킴으로써, 혈구의 유출을 최소화시켜서 혈장분리 효율을 높일 수 있으며, 그 결과, 소량의 혈액으로부터 빠른 시간 내에 효율적으로 혈장을 분리하여야 하는 바이오칩의 필요를 충족시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 혈장 분리 필터 소자는 가격이 저렴한 플라스틱으로 제작할 수 있으므로, 혈액을 이용하여 특정 질병을 검출하는 일회용 바이오칩에 적용할 수 있다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈장 분리 필터 소자의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 보인 혈장 분리 필터 소자를 X-X` 절취선을 따라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 혈장 분리용 필터 소자는, 혈액의 유입부가 형성되는 기판(100)과, 상기 유입부로 유입된 혈액에서 혈장을 분리하는 필터부가 형성된 기판(200)과, 분리된 혈장이 배출되는 배출부가 형성되는 기판(300)이 적층으로 접합된 구조이다. 이하에서 설명의 편의를 위하여, 상기 3개의 기판(100,200,300)을 배치 순서에 따라서 상부 기판, 중간 기판, 하부 기판이라 한다.
상기 상부 기판(100)의 혈액 유입부는, 상기 상부 기판(100)을 두께 방향으로 관통하도록 형성된 혈액 유입구(110)로 구성된다. 더하여, 상기 상부 기판(100)에는 상기 혈액 유입구(110)로 유입된 혈액이 외부로 유출되지 못하도록 하는 밀봉 수단으로서, 상기 혈액 유입구(110)를 폐곡선으로 둘러싸도록 상기 상부 기판(100)의 상부 표면에 부착된 양면 테이프(120)와, 상기 앙면 테이프(120)에 의해 상기 상부 기판(100)의 상부 표면에 부착되어 혈액 유입구(110)를 밀봉하는 상부 덮개(130)를 더 포함한다.
상기 중간 기판(200)의 필터부는, 상기 혈액 유입구(110)와 대향하는 위치에 상기 중간 기판(200)을 두께 방향으로 천공하여 형성되며 그 내부에 혈구를 걸러내고 혈장만을 통과시키기 위한 필터(212) 및 혈액의 불필요한 유출을 막기 위한 탄성판(211,213)이 적층되어 있는 필터 챔버(210)와, 상기 필터(212)를 통과한 혈장을 충진하기 위한 마이크로 채널(220) 및 마이크로 챔버(230)를 포함하여 이루어진다. 상기 필터 챔버(210)의 탄성판(211,213) 중에서, 하부 기판(300)과 접하는 하측의 탄성판(213)은 추출된 혈장이 마이크로 채널(220)로 유동할 수 있도록 탄성판(213)의 일부가 오픈된 개절부(213a)를 갖는다.
상기 하부 기판(300)의 배출부는, 상기 마이크로 챔버(230)에 연결된 출측의 마이크로 채널(220)과 연결되는 위치에 상기 하부 기판(300)을 두께 방향으로 관통하여 형성된 배출구(310)로 구현된다.
상술한 구조의 혈장 분리용 필터 소자는, 혈액 유입구(110)에 혈액(50)을 투입하고, 상기 덮개 필름(130)과 양면테이프(120)로 혈액 유입구(110)를 밀봉한 후, 상기 덮개 필름(500)을 압착함으로써, 상기 혈액(50)이 필터(212)를 통과하면서 혈액 속의 혈구가 제거되고, 상기 필터(212)를 통과한 혈장은 마이크로 채널(220)를 통해 마이크로 챔버(230)에 충진된 후, 배출구(410)를 통해 배출된다.
상기 본 발명에 의한 혈장 분리용 필터 소자는, 상기 마이크로 챔버(230)에 충진된 혈장과 생물학적 반응 및 감지가 일어날 수 있도록, 항원, 항체, 효소, 마이크로/나노 입자, 전극, 센서 등이 더 형성될 수 있다.
상기 필터(212)는 종이, 유리 섬유, 다공층 매질로 형성될 수 있으며 하나 혹은 여러 겹의 다층으로 형성될 수 있다.
상기 필터 챔버(210)의 두께는 상기 필터(212)와 탄성판(211, 213)의 두께의 총합보다 작아서, 상기 상부 기판(100), 중간기판(200), 하부 기판(300)의 접합에 의해 필터(212)와 탄성판(211,213)이 필터 챔버(210) 내에서 압착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 필터 챔버(210) 의 내측 형상 및 크기는 상기 필터(212)의 형상 및 크기와 같은 것이 바람직하다.
그리고, 상기 탄성판(211,213)은 오링 형태로 이루어져 상기 상부 기판(100)과 중간 기판(210) 사이의 접합면으로의 혈액의 유출을 방지한다. 상기 탄성판(211,213)은 상기 상부 기판(100), 중간 기판(200), 하부 기판(300)과 밀착되며, 그 평면적은 상기 필터 챔버(210)의 평면적보다 같거나 큰 것이 바람직하다.
도 3은 상기 필터 챔버(210)의 구조에 대한 다양성을 설명하기 위한 예시도이다. 상기 필터 챔버(210)는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 필터(212)와 하측의 탄성판(213) 만을 포함할 수도 있으며, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상측의 탄성판(211)과 필터(212)와 하측의 탄성판(213)을 모두 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명에 의한 필터 챔버(210)는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 탄성판(211,213)의 크기가 필터(212)보다 크게 형성될 수 있다. 도 3의 (b)와 같은 구조는, 혈액(50)의 측면 방향 유출이 더 감소될 수 있으나, 필터 챔버(250)의 형상이 좀 더 복잡해 질 수 있다.
더하여, 상기 하측의 탄성판(213)은 필터(212)에 의해 추출된 혈장에 대한 마이크로 채널(220)로의 유동이 원활히 일어나도록 하기 위하여, 상기 마이크로 채널(220)과의 연결부에서 일부가 절단되어 형성된 개절부(213a)를 가지는 것이 바람직하다. 이때 상기 절단된 형태는 어떠한 형상이어도 관계가 없으며, 마이크로 채널(220)로의 유동이 원할히 일어날 수 있으면 된다.
도 4는 상기 하측의 탄성판(213)의 상세 형상을 설명하기 위한 예시도이다. 도 4의 (a)에서 상기 하측의 탄성판(213)은, 탄성판(213)의 일부가 완전히 절단된 형태의 개절부(41)를 갖으며, 도 4의 (b)에서 상기 하측의 탄성판(213)은, 탄성판(213)의 일부에서 높이 단차를 가지는 개절부(42)를 갖는다. 상술한 다양한 형태의 하측 탄성판(213)의 개절부(41,42)를 통해 필터(212)에서 추출된 혈장이 마이크로 채널(220)로 이동할 수 있다.
다음으로, 상기 혈액 유입구(110)의 중간 기판(200)과의 접촉 부에서의 형상은, 상기 필터 챔버(210)의 내측 형상, 특히, 상기 상측의 탄성판(211)의 천공된 내측 형상과 같은 것이 바람직하다. 예를 들어, 2~5mm 범위의 원형으로 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 혈액 유입구(110)는 일회용 바이오칩에 이용될 수 있도록 10uL ~ 200um 범위의 혈액이 투입될 수 있는 크기를 갖는 것이 바람직하며, 더 구체적으로, 상측부 형상은 손가락으로 압착하기 용이하도록 5~15mm 정도의 지름을 가지는 원형이 바람직하다. 즉, 상기 실시 예에서, 혈액 유입구(110)는 하측부에 비하여 상측부의 면적이 더 큰 원기둥 형태를 갖는다.
더하여, 상기 중간 기판(200)에 형성되는 마이크로 챔버(230)의 크기는 상기 혈액 유입구(110)의 체적의 50% 이하가 바람직하다. 이는, 투입된 혈액 체적에서 분리 가능한 혈장의 최대 체적은 52~57%이기 때문이다.
더하여, 상기 덮개 필름(130)은 압착 시에 변형이 일어나고 압착이 제거된 후 변형이 유지될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 구체적인 예를 들면, 얇은 폴리머 필름으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 양면 테이프(120)는 상기 혈액 유입구(110)의 상부 테두리에 폐곡선 형태로 형성되며 덮개 필름(500)과 상부 기판(100)과 접합 후에 완전한 밀봉이 되는 것이 바람직하다. 상기 실시 예에서는 양면 테이프(120)만을 예시하였으나, 본 발명에 있어서, 상기 양면 테이프(120)는 혈액 유입구(110)를 간단하게 밀봉시킬 수 있는 다른 밀봉 수단으로 대체될 수 있다.
상술한 혈액 유입부, 필터부, 배출부가 형성되는 상부 기판(100), 중간 기판(200) 및 하부기판(300)은 플라스틱, 실리콘, 고무 및 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 일회용 바이오칩에 활용할 수 있도록 가격이 저렴한 플라스틱으로 형성하는 것이 좋다.
상기 기판(100,200,300)으로 구현가능한 플라스틱으로는 예컨대, 폴리디메틸실로세인(poly-dimethyl siloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer, COC), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화 에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP) 및 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA)중의 하나 및 다종으로 형성할 수 있다.
더하여, 상기 상부기판(100), 중간기판(210) 및 하부기판(400)의 가공은 그 재질에 따라서 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 핫엠보싱(Hot Embossing), 사출성형(Injection Molding), NC(Numerical Control)머시닝, 레이저어블레이션(Laser Ablation), 전기방전, 캐스팅(Casting), 광조형(Stereolithography), 쾌속조형(Rapid Prototyping) 및 사진식각법(photolithography)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 특히, 가격이 저렴한 일회용 바이오칩에 적용하기 위하여 플라스틱으로 형성할 경우, 핫엠보싱 또는 사출성형법을 사용하여 형성하는 것이 적합하 다.
그리고 상기 상부 기판(100), 상기 중간 기판(210) 및 상기 하부기판(400)의 접착은 기판의 재질에 따라서 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 열간접착법, 에폭시접착법, 화학적접착법, 초음파접착법 및 플라즈마접착법으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하고자 한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내의 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혈장 분리용 필터 소자를 분리하여 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 혈장 분리용 필터 소자를 도 1에 도시된 X-X` 절취선을 따라 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 필터 적층 구조의 다양성을 설명하기 위한 예시 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 탄성판의 상세 형상을 설명하기 위한 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
50 : 혈액 100 : 상부 기판
110 : 혈액 유입구 120 : 양면 테입
130 : 덮개 필름 200 : 중간 기판
210 : 필터 챔버 220 : 연결 마이크로 채널
230 : 마이크로 챔버 211 : 상측 탄성판
212 : 필터 213 : 하측 탄성판
213a, 41, 42 : 탄성판 개절부 300 : 하부 기판
310 : 배출구

Claims (15)

  1. 혈액 유입구가 형성되는 상부 기판;
    상기 혈액 유입구에 유입된 혈액에서 혈장을 추출하는 필터부가 형성된 중간 기판; 및
    상기 필터부에서 추출된 혈장이 배출되는 배출구가 형성되는 하부 기판이 적층으로 접합되어 이루어진 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 혈액 유입구와 대향하는 위치에 상기 중간 기판을 두께 방향으로 천공하여 이루어지며 상기 혈액 유입구에서 유입된 혈액에서 혈장만을 통과시키는 하나 이상의 필터가 내부에 다층으로 구비되는 필터 챔버;
    상기 필터 챔버의 필터에서 추출된 혈장을 충진하기 위한 마이크로 챔버;
    상기 필터 챔버와 상기 마이크로 챔버를 연결하는 마이크로 채널로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터는 종이, 유리섬유, 다공층 매질 중의 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로 챔버에 충진된 혈장과 생물학적 반응 및 감지가 일어나는 항원, 항체, 효소, 마이크로 또는 나노 입자, 전극, 센서 중에서 하나 이상을 상기 마이크로 챔버내에 더 형성하는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  5. 제2항에 있어서, 상기 필터 챔버는
    상기 필터의 하부에 위치하며 상기 마이크로 채널 방향으로 혈장을 유동시키기 위한 절개부가 형성된 오링 형태의 하측 탄성판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 필터 챔버는
    상기 필터의 상부에 위치한 오링 형태의 상측 탄성판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 혈액 유입구는 상기 상부 기판의 두께 방향으로 천공되어 형성되며, 상기 중간 기판과 접촉하는 부분의 형상이 상기 상측 탄성판의 내측 형상과 같은 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 혈액 유입구를 밀봉하기 위한 접착 수단 및 덮개 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 필터 챔버의 두께는 상기 필터와 상기 상측 탄성판과 하측 탄성판의 두께의 총합과 같거나 작아서, 상기 상부 기판과 중간 기판과 하부 기판의 접합에 의하여 상기 필터와 상기 상측 탄성판과 하측 탄성판이 필터 챔버 내부에 압착되는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 상측 탄성판과 하측 탄성판의 평면적은 상기 필터 챔버의 평면적과 같거나, 필터 챔버의 평면적보다 큰 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 혈액 유입구는 10uL ~ 200um 범위의 혈액이 투입될 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 덮개 필름은 압착 시에 변형이 일어나고 압착이 제거된 후 변형이 유지될 수 있도록 얇은 폴리머 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  13. 제8항에 있어서, 상기 접착 수단은
    상기 혈액유입구의 상부 테두리에 폐곡선 형태로 형성되어 상기 덮개 필름과 상기 상부 기판과 접합하는 양면 테이프인 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판, 중간 기판 및 하부기판은 폴리디메틸실로세인(poly-dimethyl siloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer, COC), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene, POM), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화 에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP) 및 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA)중의 하나 또는 다종으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부기판, 상기 중간 기판 및 상기 하부기판의 접착은 열간접착법, 에폭시 접착법, 화학적 접착법, 초음파 접착법 및 플라즈마 접착법으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 한 방법을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 다층형 혈장 분리 필터 소자.
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