KR20090055105A - Cell chip having micro surface magnetic coil array - Google Patents

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Abstract

A cell chip having micro surface magnetic coil array is provided to generate a magnetic field on the surface of a glass substrate by applying current to a minute electric circuit and to capture specific blood cell by controlling microfluidics of the blood cell. A cell chip comprises a substrate; a surface solenoid array(20) including solenoid unit pattern(201~208) having conductivity, which is formed on the substrate; a resin layer which is formed on the substrate and covers the surface solenoid array; and a microfluidix chamber(10) which contains an inlet and an outlet opened upward, and a micro channel conncecting the inlet and outlet.

Description

마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩{CELL CHIP HAVING MICRO SURFACE MAGNETIC COIL ARRAY}Cell chip with micro surface magnetic coil array {CELL CHIP HAVING MICRO SURFACE MAGNETIC COIL ARRAY}

본 발명은 세포칩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기장을 이용하여 마이크로 자기입자 또는 생물 입자의 제어가 가능한 세포칩에 관한 것이다.The present invention relates to a cell chip, and more particularly, to a cell chip capable of controlling micro magnetic particles or biological particles using a magnetic field.

미세 유체역학, 즉 마이크로 플루이딕스(microfluidics) 기술은 머리카락 두께의 미세 채널에서 일어나는 유체의 거동을 이용하여 최종적으로 생체 물질의 분리/분석/검출을 실험실이 아닌 칩(chip) 위에서 실현하고자 하는 기술이다.Microfluidics, or microfluidics, is a technology that ultimately realizes the separation / analysis / detection of biomaterials on a chip rather than in a laboratory using the behavior of fluids occurring in microchannels of hair thickness. .

최근에는 미세 유체역학 기술과 자기장을 이용하여 미세한 생체분자 또는 세포 등을 조절할 수 있는 기술에 대해서 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다. 이러한 미세 유체역학 기술과 관련된 분야로는 마이크로 크기의 자기장 조절장치(magnetic manipulation system)를 이용하여 마이크로 자기입자 또는 생물 입자 등과 상호작용을 유도하거나 조절하는 기술이 있으며, 현미경을 이용하여 세포의 형태학적 관찰이 가능한 비디오 마이크로스코프 기술, 그리고 고분자 혹은 MEMS(microelectromechanical system) 기술 등이 있다.Recently, many researches and developments have been made on technologies capable of controlling fine biomolecules or cells using microfluidics and magnetic fields. The fields related to the microfluidic dynamics technology include a technique for inducing or controlling interaction with micro magnetic particles or biological particles using a micro-sized magnetic manipulation system, and using microscopic morphology of cells. Observable video microscopy technology, and polymer or microelectromechanical system (MEMS) technology.

이러한 분야의 기술들은 독자적인 분야에 적용되어 발전되기도 하지만, 상호 복합적으로 연결되어 융합된 형태로 개발되는 것이 일반적이다.Although the technologies of these fields are developed in their own fields, they are generally developed in a fused form.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로 창안된 것으로, 그 목적은 마이크로 플루이딕스와 마이크로 표면 자기 코일 어레이를 이용하여 마이크로 채널을 통과하는 각종 자기화된 세포의 관찰 및 이들과의 상호작용을 유도하거나 관찰할 수 있는 마이크로 표면 자기 코일 어레이를 갖는 세포칩을 제공하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the technical background as described above, and an object thereof is to observe and interact with various magnetized cells passing through a microchannel using a microfluidics and a micro surface magnetic coil array. To provide a cell chip having a micro surface magnetic coil array that can be induced or observed.

본 발명의 다른 목적은, 혈액 세포 중, 적혈구의 형태학적 특성을 관찰할 수 있도록 스테레오스코프 현미경을 이용하여 비디오 마이크로스코프를 구현하고, 세포칩 및 자기화된 적혈구를 이용하여 형태학적인 특성이 다른 적혈구들과 마이크로 표면 자기코일 어레이와의 상호작용 관찰 및 조절이 가능한 시스템을 구현하는 것이다.Another object of the present invention is to implement a video microscope using a stereoscopic microscope to observe the morphological characteristics of red blood cells of the blood cells, using a cell chip and magnetized red blood cells with different morphological characteristics And a system capable of observing and adjusting the interaction of the micro-surface magnetic coil array with each other.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩은, 기판과, 상기 기판 상에 형성되며 도전성을 갖는 자기코일(magnetic coil) 단위 패턴을 포함하는 표면 자기코일 어레이와, 상기 기판 상에 형성되어 상기 표면 자기코일 어레이를 덮는 수지층과, 상방으로 각각 개구되는 유입구와 유출구를 포함하고, 상기 유입구와 유출구를 연결하는 마이크로 채널을 갖는 마이크로 플루이딕스 챔버를 포함한다. 그리고, 상기 자기코일 단위 패턴은 상기 마이크로 플루이딕스 챔버의 마이크로 채널에 대응되는 부분에 위치하도록 형성 된다.In order to achieve the above object, a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to the present invention may include a surface magnetic coil array including a substrate, a magnetic coil unit pattern formed on the substrate, and having a conductive pattern; And a microfluidics chamber formed on the substrate to cover the surface magnetic coil array, the microfluidics chamber including an inlet and an outlet opening upwardly and respectively, and a microchannel connecting the inlet and the outlet. The magnetic coil unit pattern is formed to be located at a portion corresponding to the microchannel of the microfluidics chamber.

상기 기판의 상기 표면 자기코일 어레이가 형성되는 면의 반대쪽 면에 부착되어 형성되는 열전소자를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a thermoelectric element attached to a surface opposite to a surface on which the surface magnetic coil array of the substrate is formed.

상기 자기코일 단위 패턴은 환상(環狀)의 경로를 형성하는 환상부와, 상기 환상부와 연결되는 한 쌍의 직선부를 포함하고, 상기 환상부와 직선부는 상기 마이크로 플루이딕스 챔버의 마이크로 채널에 대응되는 부분에 위치하도록 형성될 수 있다.The magnetic coil unit pattern includes an annular portion forming an annular path and a pair of straight portions connected to the annular portion, wherein the annular portion and the straight portion correspond to the microchannels of the microfluidics chamber. It may be formed to be located in the portion.

상기 표면 자기코일 어레이는 복수 개의 자기코일 단위 패턴을 포함하고, 상기 복수 개의 자기코일 단위 패턴의 각 환상부는 상기 마이크로 채널의 폭 전체에 대하여 균일한 간격으로 배열되도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 자기코일 단위 패턴의 각 직선부는 서로 다른 길이를 가지며 상기 환상부의 위치가 균일한 간격으로 배열되도록 형성될 수 있다.The surface magnetic coil array may include a plurality of magnetic coil unit patterns, and each annular portion of the plurality of magnetic coil unit patterns may be formed at uniform intervals with respect to the entire width of the microchannel. Each of the linear portions of the plurality of magnetic coil unit patterns may have a different length and may be formed such that the positions of the annular portions are arranged at uniform intervals.

상기 자기코일 단위 패턴은 상기 한 쌍의 직선부 각각이 상기 마이크로 채널에 대응되는 부분을 벗어나서 사선방향으로 연장되는 인출부와, 상기 인출부와 연결되며 외부로 노출되는 단자부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 인출부는 상기 직선부에 인접한 부분으로부터 단자부에 인접한 부분까지 점진적으로 확장된다.The magnetic coil unit pattern may include a lead portion extending in an oblique direction away from a portion corresponding to each of the pair of straight lines, and a terminal portion connected to the lead portion and exposed to the outside. At this time, the lead portion gradually extends from the portion adjacent to the straight portion to the portion adjacent to the terminal portion.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩에 의하면, 유리기판의 표면에 미세한 전기회로를 만들고 이 회로에 전류를 흘려줌으로써 유리기판 표면에 국소적으로 자기장을 발생시킬 수 있으며, 그 위 로 혈액세포의 마이크로 플루이딕스를 조절하여 자기화된 특정한 혈액세포를 포획할 수 있다.As described above, according to the cell chip having the micro surface magnetic coil array according to the present invention, a magnetic field may be locally generated on the surface of the glass substrate by making a fine electric circuit on the surface of the glass substrate and flowing a current through the circuit. On top of that, the microfluidics of the blood cells can be adjusted to capture the specific magnetized blood cells.

또한, 상기 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩의 마이크로 채널을 통한 혈액세포 등의 미세 유체의 흐름은 스테레오스코프 현미경으로 관찰할 수 있어 세포의 형태학적 관찰이 가능하며, 이에 따른 혈액세포의 움직임에 영향을 줄 수 있다.In addition, the flow of microfluids such as blood cells through the microchannel of the cell chip having the micro surface magnetic coil array can be observed with a stereoscopic microscope, so that the morphological observation of the cells is possible. May affect

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩을 도시한 사시도이고, 도 2는 평면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.1 is a perspective view illustrating a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 세포칩(100)은 유리기판(40) 상에 형성되는 자기코일(magnetic coil) 어레이(20)와 그 상부에 위치하는 마이크로 플루이딕스 챔버(10)를 포함한다. 표면 자기코일 어레이(20)와 마이크로 플루이딕스 챔버(10) 사이에는 수지층(30)이 형성되어 상기 표면 자기코일 어레이(20)를 덮으면 서 상기 플루이딕스 챔버(10)와 경계를 형성한다. As shown, the cell chip 100 according to the present embodiment includes a magnetic coil array 20 formed on the glass substrate 40 and a microfluidics chamber 10 positioned thereon. do. A resin layer 30 is formed between the surface magnetic coil array 20 and the microfluidics chamber 10 to form a boundary with the fluidic chamber 10 while covering the surface magnetic coil array 20.

한편, 유리기판(40)의 표면 자기코일 어레이(20)가 형성되는 면의 반대쪽 면에는 열전소자(50)가 부착되어 상기 유리기판(40) 상의 표면 자기코일 어레이(20)의 온도를 제어하게 된다. 상기 열전소자(50)는 열전달 그리스를 개재시켜 상기 유리기판(40)과 완전히 밀착시킨다. 이렇게 형성된 열전소자(50)는 유리기판(40)의 온도를 측정하여 온도가 5도(℃) 내지 40도(℃)의 범위 내에서 유지되도록 열전소자(50)에 공급되는 전류를 조절한다. On the other hand, a thermoelectric element 50 is attached to the surface opposite to the surface on which the surface magnetic coil array 20 of the glass substrate 40 is formed to control the temperature of the surface magnetic coil array 20 on the glass substrate 40. do. The thermoelectric element 50 is in close contact with the glass substrate 40 through the heat transfer grease. The thermoelectric element 50 thus formed measures the temperature of the glass substrate 40 to adjust the current supplied to the thermoelectric element 50 so that the temperature is maintained within a range of 5 degrees (° C.) to 40 degrees (° C.).

상기 표면 자기코일 어레이(20)에 전류가 흐르기 시작하면 자기장이 유도되며, 그와 동시에 저항에 의한 열이 발생하게 된다. 따라서 발생하는 열이 40도(℃)를 초과하여 높아지는 경우에는 유리기판(40)과 접하는 열전소자(50)의 면을 냉각시켜 온도를 하강시키고, 다시 온도가 5도(℃) 미만으로 영하로 떨어지는 경우에는 열전소자에 공급되는 전류의 극성을 바꾸어 유리기판(40)에 접하는 열전소자(50)의 면을 가열시켜 온도를 상승시킨다.When a current starts to flow in the surface magnetic coil array 20, a magnetic field is induced, and at the same time, heat due to resistance is generated. Therefore, when the heat generated exceeds 40 degrees Celsius (° C.), the surface of the thermoelectric element 50 in contact with the glass substrate 40 is cooled to lower the temperature, and the temperature is lowered below 5 degrees (° C.). When falling, the polarity of the current supplied to the thermoelectric element is changed to heat the surface of the thermoelectric element 50 in contact with the glass substrate 40 to raise the temperature.

표면 자기코일 어레이(20)는 도전성을 갖는 복수 개의 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)을 포함한다(도 4 참조). 본 실시예에서는 8개의 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)을 예시하고 있지만, 세포칩(100)의 용도나 설계에 따라서 개수는 다양하게 적용할 수 있다.The surface magnetic coil array 20 includes a plurality of conductive magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 (see FIG. 4). In the present embodiment, eight magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 are illustrated, but the number can be variously applied according to the use or design of the cell chip 100. have.

마이크로 플루이딕스 챔버(10)는 상방으로 개구되는 유입구(12)와 유출구(13)를 포함하고, 상기 유입구(12)와 유출구(13)를 연결하는 마이크로 채널(15) 을 갖는다. 즉, 상기 유입구(12)와 유출구(13)는 각각 마이크로 채널(15)의 입력단과 출력단의 기능을 하는 바, 원통형 튜브(미도시)가 상기 마이크로 플루이딕스 챔버(10)를 관통하여 연결될 수 있도록 원통형으로 이루어질 수 있다. 이렇게 연결되는 원통형 튜브에는 주사기 펌프(미도시)가 연결되어 이를 통해 주입되는 미량의 유체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 마이크로 플루이딕스 챔버(10)는 PDMS (polydimethylsiloxane)으로 제작될 수 있다.The microfluidics chamber 10 includes an inlet 12 and an outlet 13 which are opened upwardly, and has a micro channel 15 connecting the inlet 12 and the outlet 13. That is, the inlet 12 and the outlet 13 respectively function as an input end and an output end of the micro channel 15 so that a cylindrical tube (not shown) may be connected through the microfluidics chamber 10. It may be made cylindrical. The cylindrical tube is connected to the syringe pump (not shown) can be connected to adjust the flow rate of the small amount of fluid injected through it. The microfluidics chamber 10 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS).

자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)은 마이크로 플루이딕스 챔버(10)의 마이크로 채널(15)에 대응되는 부분에 위치하도록 형성된다. 이렇게 함으로써 상기 마이크로 채널(15)을 통해 유동하는 자기 입자 또는 자기화(磁氣化) 된 세포 등과 상기 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)에서 유도되는 자기장의 상호작용을 효과적으로 유발할 수 있다.The magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 are formed to be located at portions corresponding to the microchannels 15 of the microfluidics chamber 10. In this way, the magnetic particles flowing through the microchannel 15 or the magnetized cells and the like are induced in the magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208. It can effectively induce magnetic field interaction.

자기코일 단위 패턴에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the magnetic coil unit pattern in more detail as follows.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩의 자기코일 어레이를 확대하여 도시한 평면도이다.4 is an enlarged plan view illustrating a magnetic coil array of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표면 자기코일 어레이(20)는 8개의 자기코일 단위 패턴((201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)을 구비한다. 자기코일 단위 패턴(201)은 환상(環狀)의 경로를 형성하는 환상부(201a)와, 상기 환상부(201a)에 연결되는 한 쌍의 직선부(201b)를 포함한다. 상기 마이크로 플루이딕스 챔버(10)의 마이크로 채널(15)에는 특히 자기코일 단위 패턴(201)의 환상부(201a)와 직선부(201b)가 대응된다. 상기 한 쌍의 직선부(201b) 중 하나로 유입 되는 전류의 흐름은 상기 환상부(201a)를 돌아 직선부(201b)의 다른 하나로 유출되며, 특히 상기 환상부(201a)를 통과하는 전류의 경로에 의해 그 주위에 자기장이 형성된다. 자기코일 단위 패턴(202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)도 마찬가지로 환상부와 직선부로 이루어지며, 다만 직선부의 길이가 각각 서로 다르게 형성된다.Referring to FIG. 4, the surface magnetic coil array 20 according to the present exemplary embodiment includes eight magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208. The pattern 201 includes an annular portion 201a forming an annular path and a pair of straight portions 201b connected to the annular portion 201a. In particular, the annular portion 201a and the straight portion 201b of the magnetic coil unit pattern 201 correspond to the microchannel 15. The flow of current flowing into one of the pair of straight portions 201b is The magnetic field is formed around the annular portion 201a by flowing through the annular portion 201b to another one of the linear portions 201b, and particularly by the path of the current passing through the annular portion 201a. Similarly, 204, 205, 206, 207, and 208 are each composed of an annular portion and a straight portion, except that the lengths of the straight portions are different from each other. All.

표면 자기코일 어레이(20)는 복수 개의 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)을 포함하는데, 이 때 복수 개의 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)의 각 환상부는 상기 마이크로 채널(15)의 폭(유체 흐름방향에 대해 수직한 방향의 거리) 전체에 대하여 균일한 간격으로 배열되는 것이 바람직하다. The surface magnetic coil array 20 includes a plurality of magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208, wherein the plurality of magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, Each annular portion of 204, 205, 206, 207, and 208 is preferably arranged at uniform intervals over the entire width of the microchannel 15 (distance in the direction perpendicular to the fluid flow direction).

도 4에서 보는 바와 같이, 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204)은 각 직선부의 길이가 단계적으로 짧아지면서 서로 다르고, 다시 자기코일 단위 패턴(205, 206, 207, 208)도 각 직선부의 길이가 단계적으로 짧아지면서 서로 다르게 형성된다. 즉, 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)의 각 직선부의 길이가 서로 다르게 형성되면서 이에 연결되는 각 환상부의 위치 또한 각각 다르며, 결과적으로 마이크로 채널(15)의 폭 전체에 고르게 분포하게 된다. 이와 같이 형성함으로써, 상기 마이크로 채널(15)을 통해 유동하는 자기 입자 또는 자기화된 세포 등이 부분적으로 누락되지 않고 자기장의 영향을 받을 수 있다. 도 4에 표시된 수치의 단위는 마이크로미터(㎛)이며, 여기에 나타낸 수치는 일례에 불과한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in FIG. 4, the magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, and 204 are different from each other as the length of each linear portion is shortened step by step, and the magnetic coil unit patterns 205, 206, 207, and 208 are also straight lines. As the length of the part becomes shorter step by step, they are formed differently. That is, while the lengths of the linear portions of the magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 are different from each other, the positions of the annular portions connected thereto are also different. It is evenly distributed throughout the width. By forming in this way, magnetic particles or magnetized cells flowing through the microchannel 15 can be affected by the magnetic field without being partially dropped. The unit of numerical values shown in FIG. 4 is a micrometer (µm), and the numerical values shown here are merely examples, and the present invention is not limited thereto.

한편, 자기코일 단위 패턴(201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)은 한 쌍의 직선부(201b) 각각이 상기 마이크로 채널(15)에 대응되는 부분을 벗어나서 사선방향으로 연장되는 인출부(201c)와, 이로부터 연결되며 외부로 노출되는 단자부(201d)를 포함한다. 상기 인출부(201c)는 상기 직선부(201b)에 인접한 부분으로부터 단자부(201d)에 인접한 부분까지 점진적으로 확장되어 형성되며, 상기 단자부(201d)는 외부의 제어부(미도시)와의 전기적 연결을 위해 제공되는 것이다. 상기 제어부에서는 자기코일 단위 패턴(201)에 인가할 신호전류 또는 신호전압을 용도에 맞게 생성하여 공급할 수 있다. 자기코일 단위 패턴(202, 203, 204, 205, 206, 207, 208)의 경우에도 마찬가지로 인출부와 단자부를 구비한다.On the other hand, the magnetic coil unit patterns 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 extend in a diagonal direction from each of the pair of straight portions 201b beyond the portion corresponding to the microchannel 15. And a lead portion 201c which is connected thereto and a terminal portion 201d exposed therefrom. The lead portion 201c is gradually extended from a portion adjacent to the straight portion 201b to a portion adjacent to the terminal portion 201d, and the terminal portion 201d is formed for electrical connection with an external controller (not shown). It is provided. The controller may generate and supply a signal current or signal voltage to be applied to the magnetic coil unit pattern 201 according to a purpose. The magnetic coil unit patterns 202, 203, 204, 205, 206, 207, and 208 also have lead portions and terminal portions.

상기 표면 자기코일 어레이(20)는 유리기판(40) 표면에 포토리소그래피 기술을 이용하여 형성할 수 있으며, 금(Ag)으로 선폭이 3㎛, 표면 두께가 0.5㎛로 형성할 수 있다. 그리고 그 표면을 포토레이지스티브 레진을 덮어 수지층(30)을 형성할 수 있다.The surface magnetic coil array 20 may be formed on the surface of the glass substrate 40 using photolithography, and may be formed of gold (Ag) with a line width of 3 μm and a surface thickness of 0.5 μm. The surface of the resin layer 30 can be formed by covering the photoresist resin.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩을 비디오마이크로스코프로 관찰하는 모습을 나타낸 사진이다.5 is a photograph showing the observation of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an embodiment of the present invention with a video microscope.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 세포칩(100)을 상기 스테레오 현미경(80)의 대물렌즈 아래에 장착하여, 상기 세포칩(100)의 마이크로 플루이딕스 챔버(10) 위쪽으로부터 마이크로 채널(15)을 관찰할 수 있도록 비디오마이크로스코프를 구현할 수 있다. 상기 스테레오 현미경(80)의 영상은 비디오 카메라(미도시)로 연결되어 컴퓨터에서 영상의 획득이 가능하다.As shown in FIG. 5, the cell chip 100 according to the present embodiment is mounted below the objective lens of the stereo microscope 80, and the microchannel from above the microfluidics chamber 10 of the cell chip 100. You can implement a videomicroscope to observe (15). The image of the stereo microscope 80 is connected to a video camera (not shown) to obtain an image from a computer.

[실시예 1]Example 1

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 형태로, 넓이 100㎛, 높이 10㎛, 길이 20mm의 직사각형 마이크로 플루이딕스 챔버를 PDMS로 제작하고, 마이크로 채널은 넓이 90㎛, 높이 10㎛의 크기로 만들고, 마이크로 채널의 입력단과 출력단을 형성하는 유입구와 유출구는 직경 1mm의 원통형 튜브가 상기 마이크로 플루이딕스 챔버를 관통하여 연결될 수 있도록 마이크로 플루이딕스 장치를 구현하였다.1 to 3, a rectangular microfluidic chamber having a width of 100 μm, a height of 10 μm, and a length of 20 mm is manufactured by PDMS, and the microchannels are made into a size of 90 μm in width and 10 μm in height. Inlets and outlets forming the input and output ends of the microchannels implement a microfluidics device such that a cylindrical tube having a diameter of 1 mm can be connected through the microfluidics chamber.

마이크로 표면 자기코일 어레이는 유리기판 표면에 금(Ag)으로 포토리소그래피 기술을 이용하여 선폭이 3㎛, 표면 두께가 0.5㎛인 환상의 회로를 만들고 표면을 포토레지스티브 레진으로 덮었다. 그리고 유리기판의 밑면은 열전소자를 열전달 그리스를 이용하여 완전히 밀착시켰다. 상기 표면 자기코일 어레이의 패턴은 도 4에 나타낸 수치를 기준하여 제작하였다.The micro surface magnetic coil array was made of gold (Ag) on the surface of a glass substrate by using a photolithography technique to create an annular circuit having a line width of 3 µm and a surface thickness of 0.5 µm and covering the surface with a photoresist resin. The bottom surface of the glass substrate was completely in contact with the thermoelectric element using heat transfer grease. The pattern of the surface magnetic coil array was manufactured based on the numerical values shown in FIG. 4.

이와 같이 제작된 세포칩을 이용하여, 열전소자와 표면 자기코일 어레이로 흐르는 전류의 조절에 따라 유리기판의 온도가 변화되는 실험을 수행하여 도 6a와 도 6b에 나타내었다.Using the cell chip fabricated as described above, an experiment in which the temperature of the glass substrate is changed according to the control of the current flowing through the thermoelectric element and the surface magnetic coil array is shown in FIGS. 6A and 6B.

도 6a는 실시예1에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩에서 열전소자에 의해 영하의 온도로 떨어진 상태에서 표면에 얇은 얼음막이 형성된 모습을 나타낸 사진이다. 얼음막에 의해 표면 자기코일 어레이가 보이지 않게 되었다.FIG. 6A is a photograph showing a thin ice film formed on a surface of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to Example 1 in a state in which it is dropped to a subzero temperature by a thermoelectric element. The ice film made the surface magnetic coil array invisible.

도 6b는 실시예1에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩에서 자기코일 어레이에 전류가 흘러 저항열이 발생하면서 덮고 있는 얼음막이 일부 녹아 자기코일 어레이의 형상이 나타나게 된 사진이다.FIG. 6B is a photograph of the shape of the magnetic coil array due to melting of a portion of the covering of the ice film while electric current flows through the magnetic coil array in the cell chip having the micro surface magnetic coil array according to Example 1 to generate a heat of resistance.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications or changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. In addition, it is natural that it belongs to the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩을 도시한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩의 자기코일 어레이를 확대하여 도시한 평면도이다.4 is an enlarged plan view illustrating a magnetic coil array of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩을 비디오마이크로스코프로 관찰하는 모습을 나타낸 사진이다.5 is a photograph showing the observation of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an embodiment of the present invention with a video microscope.

도 6a는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩에서 열전소자에 의해 영하의 온도로 떨어진 상태에서 표면에 얇은 얼음막이 형성된 모습을 나타낸 사진이다.FIG. 6A is a photograph showing a thin ice film formed on a surface of a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an embodiment of the present invention at a temperature below zero by a thermoelectric element.

도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 표면 자기코일 어레이를 갖는 세포칩에서 자기코일 어레이에 전류가 흘러 저항열이 발생하면서 덮고 있는 얼음막이 일부 녹아 자기코일 어레이의 형상이 나타나게 된 사진이다.FIG. 6B is a photograph of a shape of a magnetic coil array due to melting of a part of an ice film covering a current while a resistance heat is generated in a cell chip having a micro surface magnetic coil array according to an exemplary embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 마이크로 플루이딕스 챔버 12: 유입구10: micro fluidic chamber 12: inlet

13: 유출구 15: 마이크로 채널13: outlet 15: micro channel

20: 표면 자기코일 어레이 30: 수지층20: surface magnetic coil array 30: resin layer

40: 유리기판 50: 열전소자40: glass substrate 50: thermoelectric element

201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208: 자기코일 단위 패턴201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208: magnetic coil unit pattern

100: 세포칩100: cell chip

Claims (7)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성되며 도전성을 갖는 자기코일(magnetic coil) 단위 패턴을 포함하는 표면 자기코일 어레이;A surface magnetic coil array formed on the substrate and including a conductive magnetic coil unit pattern; 상기 기판 상에 형성되어 상기 표면 자기코일 어레이를 덮는 수지층;A resin layer formed on the substrate to cover the surface magnetic coil array; 상방으로 각각 개구되는 유입구와 유출구를 포함하고, 상기 유입구와 유출구를 연결하는 마이크로 채널을 갖는 마이크로 플루이딕스 챔버A microfluidics chamber having an inlet and an outlet opening upwardly, respectively, and having a microchannel connecting the inlet and the outlet; 를 포함하고,Including, 상기 자기코일 단위 패턴은 상기 마이크로 플루이딕스 챔버의 마이크로 채널에 대응되는 부분에 위치하도록 형성되는 세포칩.The magnetic coil unit pattern is formed to be located in a portion corresponding to the micro channel of the micro fluidic chamber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판의 상기 표면 자기코일 어레이가 형성되는 면의 반대쪽 면에 부착되어 형성되는 열전소자를 더 포함하는 세포칩.And a thermoelectric element attached to a surface opposite to a surface on which the surface magnetic coil array of the substrate is formed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자기코일 단위 패턴은 환상(環狀)의 경로를 형성하는 환상부와, 상기 환상부와 연결되는 한 쌍의 직선부를 포함하고,The magnetic coil unit pattern includes an annular portion forming an annular path, and a pair of straight portions connected to the annular portion, 상기 환상부와 직선부는 상기 마이크로 플루이딕스 챔버의 마이크로 채널에 대응되는 부분에 위치하도록 형성되는 세포칩.And the annular portion and the straight portion are formed to be located at a portion corresponding to the micro channel of the microfluidics chamber. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 표면 자기코일 어레이는 복수 개의 자기코일 단위 패턴을 포함하고,The surface magnetic coil array includes a plurality of magnetic coil unit patterns, 상기 복수 개의 자기코일 단위 패턴의 각 환상부는 상기 마이크로 채널의 폭 전체에 대하여 균일한 간격으로 배열되도록 형성되는 세포칩.And each annular portion of the plurality of magnetic coil unit patterns is arranged to be uniformly spaced with respect to the entire width of the microchannel. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 복수 개의 자기코일 단위 패턴의 각 직선부는 서로 다른 길이를 가지며 상기 환상부의 위치가 균일한 간격으로 배열되도록 형성되는 세포칩.Wherein each of the linear portions of the plurality of magnetic coil unit patterns has a different length and is formed such that the positions of the annular portions are arranged at uniform intervals. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 자기코일 단위 패턴은 상기 한 쌍의 직선부 각각이 상기 마이크로 채널에 대응되는 부분을 벗어나서 사선방향으로 연장되는 인출부와, 상기 인출부와 연결되며 외부로 노출되는 단자부를 포함하는 세포칩.The magnetic coil unit pattern may include a lead portion extending in an oblique direction from each of the pair of straight portions corresponding to the microchannels, and a terminal portion connected to the lead portion and exposed to the outside. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 인출부는 상기 직선부에 인접한 부분으로부터 단자부에 인접한 부분까지 점진적으로 확장되는 세포칩.And the lead portion gradually extends from a portion adjacent to the straight portion to a portion adjacent to the terminal portion.
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