KR20090080715A - 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법 - Google Patents

자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090080715A
KR20090080715A KR1020080006626A KR20080006626A KR20090080715A KR 20090080715 A KR20090080715 A KR 20090080715A KR 1020080006626 A KR1020080006626 A KR 1020080006626A KR 20080006626 A KR20080006626 A KR 20080006626A KR 20090080715 A KR20090080715 A KR 20090080715A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cells
cell
injection
predetermined
reaction force
Prior art date
Application number
KR1020080006626A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100967850B1 (ko
Inventor
김정
안범모
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020080006626A priority Critical patent/KR100967850B1/ko
Publication of KR20090080715A publication Critical patent/KR20090080715A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100967850B1 publication Critical patent/KR100967850B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명은 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 세포의 반력(Reaction Force)을 이용하여 다양한 종류의 세포에 사용자가 원하는 물질을 주입할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 상기 장치는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치, 고정된 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 힘 측정 시스템 및 힘 측정 시스템과 연동하여 상기 고정된 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명은 세포 표면에서 발생하는 반력을 이용하여 주입물을 주입할 수 있는 순간을 자동으로 포착하여, 사용자가 원하는 종류의 세포에 사용자가 원하는 종류의 다양한 물질을 자동으로 주입할 수 있다.
세포, 반력, 주입물질, 세포주입장치, 세포주입방법

Description

자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법{Apparatus and Method of Automatic Multi-Cell Injection}
본 발명은 세포의 반력(Reaction Force)을 이용하여, 하나 이상의 다양한 크기의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입시키는 자동화 장치 및 방법에 관한 것이다.
이하 본 발명의 기술분야와 관련하여 일반적으로 사용되는 기술에 대하여 간략히 설명한다.
일반적으로 생체조직에 세포를 주입하기 위한 방법으로써, 고정된 조직을 미소 진동하는 주입바늘로 찔러 그 바늘을 통해 세포 부유액을 조직 내에 주입하는 방법이 있다. 또한, 생체의 장기와 연결된 혈관을 통해 줄기세포를 카테터(catheter)를 이용하여 주입하는 방법이 있다.
한편, 일반적으로 사용되는 주입방법으로써, 세포 자체에 소정의 물질을 주입하는 기술은 자동화되어 있지 않으며, 작업자의 수작업이 많이 필요로 하는 문제점이 있다. 또한, 세포에 소정의 물질을 주입하는 경우에, 소정의 물질을 주입하는 성공률도 작업자의 능력에 따라 결정되기 때문에 새로운 형태의 주입 자동화 시스 템이 필요하다.
또한, 일반적인 기술들을 이용하여 각각의 세포에 소정의 물질을 주입하는 방법과 각각의 세포에 소정의 물질을 주입하는 자동화 장치를 구현하기는 어렵다. 일반적인 기술들은 다수의 세포를 특정 생체 조직 또는 장기에 주입하는 방법이나 장치에 관한 것이기 때문이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 세포를 고정하여 각각의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 세포에 주입기를 삽입할 때 발생하는 반력을 이용하여, 세포에 소정의 물질을 주입하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 세포를 동시에 고정하고, 각각의 세포의 반력을 이용하여 각각의 세포에 사용자가 원하는 주입물질을 주입하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 다양한 크기의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입시킬 수 있는 자동화 장치 및 주입방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태로서, 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치, 고정된 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 힘 측정 시스템 및 힘 측정 시스템과 연동하여 고정된 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입 시스템을 포함할 수 있다.
이때, 하나 이상의 세포에서 발생하는 반력은 주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기가 하나 이상의 세포에 접촉할 때 발생할 수 있다.
또한, 상기 장치에서 집게장치는 하나 이상의 압전물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치에서 집게장치는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서, 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치는, 하나 이상의 세포가 이동하는 유체 시스템, 유체 시스템의 일측에 구비되어 하나 이상의 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터, 유체 시스템의 일측에 구비되고, 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치, 고정된 하나 이상의 세포에 주입물질을 주입하는 하나 이상의 주입기를 포함하는 주입 시스템, 주입 시스템의 일측에 구비되어 하나 이상의 주입기가 하나 이상의 세포에 삽입될 때 발생하는 하나 이상의 세포 각각의 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템 및 상기 유체 시스템, 상기 카운터, 상기 집게장치, 상기 주입 시스템 및 상기 힘 측정 시스템을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한 상기 세포주입장치에서 유체 시스템은, 하나 이상의 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부, 제 1 세포 저장부의 일측에 구비되어 하나 이상의 세포를 이동 시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널, 세포 터널의 일측에 구비되어 하나 이상의 주입기가 삽입되는 하나 이상의 주입기 입구 및 세포 터널의 일측에 구비되어 하나 이상의 세포를 저장하는 제 2 세포 저장부를 포함할 수 있다.
또한 상기 세포주입장치에서 카운터는, 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부 및 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.
또한 상기 세포주입장치에서 주입 시스템은, 하나 이상의 주입기의 일측에 구비되어 하나 이상의 세포에 주입될 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부 및 하나 이상의 주입기 및 주입물질 저장부를 구동하여 소정의 물질을 하나 이상의 세포에 주입시키기 위한 구동부를 포함하고, 하나 이상의 주입기는 하나 이상의 주입기 입구를 통해 고정된 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입할 수 있다. 이때, 소정의 물질은 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 그 종류 및 주입 여부가 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은 하나 이상의 세포를 고정하는 단계, 상기 고정된 하나 이상의 세포 각각의 반력을 측정하는 단계 및 측정된 하나 이상의 세포 각각의 반력을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세포주입방법에서 하나 이상의 세포를 고정하는 단계는 하나 이상의 세포를 고정하기 위해 하나 이상의 세포의 위치정보를 획득하는 단계를 더 포 함하고, 획득한 위치정보를 기반으로 하나 이상의 세포를 각각 고정할 수 있다.
또한, 상기 세포주입방법에서 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 단계는 하나 이상의 세포 각각에 소정의 압력을 가하여, 하나 이상의 세포에서 발생하는 반력을 동시에 측정할 수 있다.
또한, 상기 세포주입방법에서 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 단계는 하나 이상의 세포 각각에 소정의 압력을 가하여, 하나 이상의 세포 각각에서 발생하는 반력을 개별적으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 세포주입방법에서 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계는 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 소정의 물질의 종류 및 주입 여부를 결정하여, 하나 이상의 세포에 소정 물질을 동시에 주입할 수 있다.
또한, 상기 세포주입방법에서 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계는 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 소정의 물질의 종류 및 주입 여부를 결정하여, 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 하나 이상의 세포 중 소정의 세포에만 주입할 수 있다.
발명의 또 다른 양태로서, 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은 하나 이상의 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때 카운터를 이용하여 세포 각각의 위치정보를 획득하는 단계, 소정의 힘을 인가하면 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정시키는 하나 이상의 압전물질을 포함하는 집게장치를 이용하여 획득한 위치정보에 따라 하나 이상의 세포를 고정하는 단계, 주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기를 고정된 하나 이상의 세포 각각에 삽입하는 단계, 힘 측정 시스템을 이용하여 하나 이상의 주입기를 하나 이상의 세포 각각에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계 및 반력에 대한 정보를 기반으로 하나 이상의 세포에 하나 이상의 주입기를 이용하여 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은, 하나 이상의 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때 카운터를 이용하여 하나 이상의 세포 각각의 위치정보를 획득하는 단계, 유체 시스템의 일측에 구비되고 교류전압을 하나 이상의 전극에 인가할 때 발생하는 유전체 전기영동을 이용하여 하나 이상의 세포 각각을 고정시키는 집게장치를 이용하여, 위치정보에 따라 세포를 고정하는 단계, 주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기를 고정된 하나 이상의 세포 각각에 삽입하는 단계, 힘 측정 시스템을 이용하여 하나 이상의 주입기를 하나 이상의 세포 각각에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계 및 측정한 반력에 대한 정보를 기반으로 하나 이상의 세포에 하나 이상의 주입기를 이용하여 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 유체 시스템 및 카운터, 집게장치, 주입 시스템 및 힘 측정 시스템을 이용하여 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입할 수 있는 세 포 주입시스템을 제공할 수 있다.
둘째, 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입방법을 수작업으로 수행하는 경우 오랜 시간의 연습시간이 필요하고, 작업자의 숙련도 및 피로도에 따른 성공률이 달라지는 어려움이 있다. 이를 보완하기 위해 본 발명에서는, 주입기를 세포에 삽입하였을 때 발생하는 반력을 이용하여 소정의 물질을 세포 내에 주입하는 순간을 세포주입기가 자동으로 포착하여, 세포에 소정의 물질을 주입하는 절차를 자동으로 수행할 수 있다.
셋째, 본 발명의 실시예들을 이용하면, 하나 이상의 세포에 동시 또는 개별적으로 사용자가 원하는 주입물질을 주입할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하나 이상의 세포를 하나 이상의 집게장치에 각각 고정시키고, 세포에 주입기를 삽입할 때 발생하는 반력을 이용하여, 각각의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있 고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 '위에' 있다고 할 때, 이는 다른 부분 '바로 위에' 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 '바로 위에' 있다고 할 때는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어 중에 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 장치를 '세포주입장치'라 부르기로 하고, 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 방법을 '세포주입방법'이라 부르기로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포주입기의 블록도(a) 및 사시도(b)를 나타낸다.
도 1(a)를 참조하면, 세포주입장치(100)는 세포를 소정의 유체 내에서 이동시키는 유체 시스템(200), 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하는 카운터(300), 유체 내에서 이동하는 하나 이상의 세포를 고정하는 하나 이상의 집게장 치(400), 고정된 세포에 주입기를 삽입(insertion)하는 주입 시스템(500) 및 주입 시스템의 일측에 구비되어 주입기를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템(540)을 포함할 수 있다. 또한, 세포주입장치(100)는 제어부(610) 및 상기 각 구성요소에 전원을 공급해주는 전원 입력부(620)를 더 포함할 수 있다.
이때, 제어부(610)는 상기 카운터(300)를 통해 획득한 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 이용하여 하나 이상의 집게장치(400)를 작동시키고, 힘 측정 시스템(540)을 이용하여 세포 내에 소정의 물질을 주입(injection)하도록 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부(610)는 힘 측정 시스템(540)에서 측정한 각각의 세포에 대한 반력을 이용하여 주입시스템(500)을 구동할 수 있다.
도 1(b)를 참조하면, 세포주입장치(100)는 유체 시스템(200)을 포함한다. 유체 시스템(200)은 초기에 세포가 저장되는 제 1 세포 저장부(210), 유체를 통해 세포가 이동하는 세포터널(220), 주입기가 삽입되는 하나 이상의 주입기 입구 및 소정의 물질이 주입된 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부(240)를 포함할 수 있다.
유체 시스템(200)의 일측에는 카운터(300), 집게장치(400), 주입 시스템(500) 및 힘 측정 시스템이 구비될 수 있다. 또한, 세포주입장치(100)는 유체 시스템(200), 카운터(300), 집게장치(400), 주입 시스템(500) 및 힘 측정 시스템(540)을 제어하는 제어부(610)와 상기 세포주입장치(100)에 전원을 공급하는 전원 입력부(620)를 더 포함할 수 있다.
도 1(b)에 도시된 세포주입장치(100)의 형태는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내기 위한 일례에 불과하다. 따라서, 도 1(a)의 구성을 포함한다면 어떠한 형태의 세포주입장치라도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
또한, 도 1(b)에서 각 구성요소들의 형태를 명확하게 나타내기 위해 단순화된 기하학적 도형으로 표시하였다. 따라서, 도 1(b)의 각 구성요소들은 실제 구현에 있어서 바람직한 형태로 변형이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예서 사용될 수 있는 유체 시스템(200)을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 유체 시스템(200)은 최초 세포들(250)이 저장되는 제 1 세포 저장부(210), 제 1 세포 저장부(210)의 일측에 구비되어 최초 세포들(250)을 이동시키기 위한 적절한 용액을 포함하는 세포 터널(220), 세포 터널(220)의 일측에 구비되어 주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기가 삽입되는 통로를 형성하는 하나 이상의 주입기 입구(230) 및 소정의 물질이 주입된 세포들이 저장되는 제 2 저장부(240)를 포함할 수 있다.
이때, 주입기 입구는 하나 이상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 세포주입장치에 5 개의 주입기 입구가 구비된 형태를 나타내고 있지만, 사용자의 요구사항에 따라 더 적은 수 또는 더 많은 수의 주입기 입구를 구비할 수 있다.
상기 유체 시스템(200)의 제 1 세포 저장부(210)에 저장된 초기 세포들(250)에 차례로 소정의 물질을 주입하기 위해, 제 1 세포 저장부(210)에서 제 2 세포 저장부(240)로 초기 세포들을 이동시켜야 한다. 따라서, 전원 공급부(620)에서 공급된 전원을 이용하여 제 1 세포 저장부(210)에 압력을 인가하면, 제 1 세포 저장 부(210)에 저장된 초기 세포들(250)이 세포 터널(220)을 통해 이동하게 된다. 이때, 제 1 세포 저장부에 인가되는 압력은, 작은 세포들이 이동하는데 필요한 정도면 충분하다.
도 2에서 세포터널(220) 내의 화살표는 세포의 진행방향을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 세포 저장부(210)에 압력을 가해 세포들을 펌핑(pumping)하는 것을 예로 들었지만, 역학적 에너지를 이용하여 세포들을 이동시킬 수도 있다.
유체 시스템(200)은 다양한 종류의 물질을 이용하여 제작할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 바람직하게는 실리콘(Si)을 이용하여 유체 시스템을 생성하는 것을 예로 들어 설명한다. 유체 시스템을 실리콘으로 제작하게 되면 작업자가 세포의 이동을 용이하게 관찰할 수 있는 장점이 있다.
또한, 유체 시스템(200)에서 주입기 입구(230)의 높이(h)는 유체(또는 용액)에 가해진 압력(P)과 유체의 밀도(δ)에 의해 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 세포(250)의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있는 카운터(300)를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 카운터(300)는 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부(310) 및 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부(320)를 포함할 수 있다.
세포(250)의 위치에 관한 정보는 발신부(310)와 수신부(320)의 신호의 끊김 현상을 이용하여 획득할 수 있다. 예를 들어, 카운터(300)의 발신부(310)에서 수신 부(320)로 지속적으로 신호를 전송하다가, 세포(250a)가 발신부(310)와 수신부(320) 사이를 이동하면 신호가 끊기게 된다. 카운터(300)는 이러한 신호의 끊김 현상을 이용하여 세포(250a)의 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 발신부에서 생성하는 신호로서 빛의 신호를 이용할 수 있다. 즉, 발신부(310)는 발광부가 되고 수신부(320)는 수광부가 될 수 있다. 발광부(310)에서 레이저(laser)신호를 연속적으로 발생하다가, 세포(250a)가 지나가는 순간 레이저 신호가 끊어지는 순간을 이용하여 세포의 위치를 인식할 수 있다. 물론, 발신부에서 생성되는 신호로서 전자기파 또는 음파 등의 신호를 이용할 수 있다.
이때, 카운터(300)에서 세포의 위치를 인식하면 다음 세포의 이동을 방지하기 위해서 제 1 저장부(210)에 걸어준 압력을 멈출 수 있다. 이때 이미 알고 있던 거리(d)와 유속(v)에 대한 정보를 이용하여 집게장치(400)에서 세포를 원하는 위치에서 고정시킬 수 있다.
도 3에 도시한 카운터(300)는 다양한 형태를 취할 수 있다. 따라서, 세포 터널(220)의 일측에 카운터(300)가 구비되고, 발신부(310)에서 전송된 신호가 세포 터널(220)을 지나 수신부(320)로 전송될 수 있다면, 카운터(300)는 어떠한 형태라도 취할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면 세포주입장치는 세포를 고정하기 위해 압전물질을 이용하는 집게장치(400)를 포함할 수 있다. 집게장치는 하나 이상의 압전물질을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 5개의 압전물질(410a, 430a, 450a, 470a 및 490a)이 유체 시스템(200)에 구비되어 각각 세포를 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 집게장치는 유체시스템의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 압전물질이란 기계적인 변형(Mechanical Deformation)에 의해 전하의 분극 현상이 발생하거나, 반대로 전기장(Electric Field)을 걸면 변형이 생기는 물질을 말한다. 또한, 이러한 현상을 압전(Piezo Electricity) 현상이라 한다. 이때, 압전현상이 잘 발생하는 물질들을 압전물질이라 부른다. 압전물질들 중 대표적인 것으로 수정, 전기석 및 로셸염(Rochelle salt) 등이 있으며, 다양한 압전물질을 인공적으로 제조하여 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제 1 저장부(210)에 압력(P)이 인가되면 초기 세포(250)들이 순차적으로 제 2 저장부(240)로 이동하게 된다. 이때, 카운터(300)에서 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하면, 소정의 시간 후에 세포의 이동을 위해 제 1 저장부(210)에 인가된 압력을 끊을 수 있다. 이에 따라, 세포의 이동이 정지하게 되고, 세포가 압전물질(410a) 위에 위치했을 때 압전물질(410a)을 작동시켜주면 세포를 사용자가 원하는 위치에서 고정시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 첫 번째 세포가 첫 번째 압전물질(410a)에 고정된 후, 다시 제 1 저장부(210)에 압력(P)을 인가하여 두 번째 세로를 이동시킨다. 이때, 카운터(300)에서 두 번째 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 두 번째 세포가 사용자가 원하는 위치로 이동하면, 두 번째 압전물질(430a)에 교류전압을 인가한다. 따라서, 압전물질(430a)에 전자기력이 가해지고, 압전물질(430a)이 변형되어 사용자가 원하는 위치에서 세포를 고정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4 내지 도 6의 과정을 거쳐서 집게장치(400)의 각 압전물질들을 이용하여 모든 세포들을 각 압전물질 상에서 포획한 모습을 나타낸다. 이로써, 집게장치를 이용하여 다수의 세포들을 고정시킬 수 있으며, 고정된 다수의 세포에 소정의 물질을 주입할 준비를 마치게 된다. 도 4 내지 도 7에서 집게장치는 5개의 압전물질을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 다만, 집게장치에는 사용자의 요구사항에 따라 5개 이상 또는 그 이하의 압전물질을 포함할 수 있으며, 그 개수는 사용자의 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에서 고정하는데 사용되는 집게장치(400)의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 8에서 집게장치로서 사용되는 전극의 개수는 5개(410b, 430b, 450b, 470b 및 490b)인 경우를 예로 들어 설명한다. 도 8을 참조하면, 제 1 저장부(210)에 압력이 인가되면 초기 세포(250)들이 순차적으로 제 2 저장부(240)로 이동하게 된다. 이때, 카운터(300)에서 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하면, 소정의 시간 후에 세포의 이동을 위해 제 1 저장부(210)에 인가된 압력을 끊을 수 있다. 따라서, 세포의 이동이 정지하게 되고, 세포가 전극(410b) 주위에 위치했을 때 전극(410b)에 교류전압을 인가하면 세포(250)를 고정할 수 있다. 즉, 전극에 인가되는 교류전압에 의해 발생되는 유전체 전기영동 힘을 이용하여 세포를 고정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치(400)를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 첫 번째 세포가 첫 번째 전극(410b)의 주위에 위치했을 때, 전극에 교류 전압을 인가하여 세포를 고정시키는 모습을 확인할 수 있다. 또한, 두 번째 세포를 원하는 위치로 이동시키기 위해 제 1 세포 저장부에 다시 압력(P)을 인가한다. 제 1 세포 저장부에 압력이 인가되어 두 번째 세포는 세포터널(220)을 통해 이동하고, 카운터(300)는 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 두 번째 세포가 두 번째 전극(430b)의 주위에 위치하게 되면, 두 번째 전극(430b)에 교류 전압을 인가하여 두 번째 세포를 포획하는 모습을 확인할 수 있다. 또한, 카운터(300)를 이용하여 세 번째 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 8 내지 도 10의 과정을 통해 집게장치(400)로서 각 전극들을 이용하여 모든 세포들을 고정한 모습을 나타낸다. 또한, 도 8 내지 도 11에서 집게장치는 5개의 전극을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 다만, 집게장치에는 사용자의 요구사항에 따라 5개 이상 또는 그 미만의 전극을 포함할 수 있으며, 그 개수는 사용자의 요구사항에 따라 달라질 수 있다.
도 4 내지 도 11을 통해, 압전물질 또는 전극을 포함하는 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 방법을 설명하였다. 즉, 사용자는 하나 이상의 집게장치를 이용하여 다수의 세포를 원하는 위치에서 효과적으로 고정할 수 있다. 또한, 사용자는 고정된 다수의 세포 각각에 주입기를 삽입하고 소정의 물질을 주입할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라, 하나 이상의 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 주입시스템(a) 및 작동과정의 일례(b)를 나타내는 도면이다.
도 12(a)에서, 주입시스템(500)은 세포의 외벽을 뚫고 소정의 주입물질을 세포에 주입하는 하나 이상의 주입기(510), 세포에 주입되는 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부(520), 주입기를 정밀하게 작동시켜서 세포에 소정의 물질을 주입하는 구동기(530) 및 주입기를 세포에 주입했을 때 발생하는 반력(Reaction Force)을 실시간으로 측정할 수 있는 힘 측정 시스템(540)을 포함할 수 있다.
이때, 하나 이상의 주입기(510)는 동시에 동작하도록 제어하거나, 각각 따로 동작하도록 제어할 수 있다. 주입물질 저장부(520)는 사용자의 요구사항에 따라 하 나 이상의 주입물질을 저장할 수 있다. 또한, 힘 측정 시스템(540)은 여러 종류의 세포의 반력에 대한 정보를 가지고 있을 수 있으며, 힘 측정 시스템(540)은 새로운 세포의 반력에 대한 정보를 측정하고 저장할 수 있다.
도 12(a) 및 도 12(b)에서 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 원리는 다음과 같다. 세포의 외벽에 특정 물체(예를 들어, 주입기)를 이용하여 압력을 가하면, 세포의 외벽에서 반력이 발생한다. 사용자는 상기 반력을 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간을 포착할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 반력과 삽입거리의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13에서, 세로축은 반력(Reaction Force)을, 가로축은 세포의 표면에서부터 주입기가 삽입된 거리(Insertion Depth)의 관계를 나타낸다. 도 13을 참조하면, 반력과 삽입거리는 일정한 비율로서 증가하다가, 어느 순간 반력이 갑자기 급격하게 감소하는 부분을 확인할 수 있다. 이는, 세포의 외벽에 주입기가 접촉하는 순간부터, 일정한 힘을 주입기에 계속해서 인가함으로써, 세포의 외벽이 뚫리는 순간의 위치를 나타내는 것이다. 따라서, 도 13을 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간, 즉 소정의 물질을 세포 내부에 주입할 시간 또는 거리에 대한 정보를 획득할 수 있다.
다시 도 12(b)를 참조하면, 각 세포들이 제 1 세포 저장부(210)에서 세포터널(220)을 통해 제 2 세포 저장부(240)로 이동한다. 세포 터널(220)의 상부에 설치된 카운터(300)에서 하나 이상의 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하여 제 어부(610)로 전달하면, 제어부(610)는 소정 시간이 경과된 후에 제 1 세포 저장부(210)에 인가된 압력을 제어한다. 또한, 제어부(610)는 각 세포가 집게장치(400)인 하나 이상의 전극(410b, 430b, 450b, 470b 및 490b) 위에 멈추게 되면, 각 전극에 교류전압을 인가하여 세포를 고정할 수 있다.
제어부(620)는 구동기(530)를 구동시켜 하나 이상의 주입기(510)를 각각의 주입기 입구(230)를 통해 세포에 삽입할 수 있다. 하나 이상의 주입기(510)가 세포 외벽에 접촉하는 순간, 힘 측정 시스템(540)은 각각의 세포에서 발생하는 반력을 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 힘 측정 시스템(540)은 측정된 각 세포의 반력에 따라 소정의 물질을 세포에 주입할 수 있는 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다. 힘 측정 시스템(540)은 획득한 시간 정보를 제어부(610)에 전달하고, 제어부(610)는 각 주입 시스템(500)을 제어하여 소정의 물질을 각 세포에 주입할 수 있다.
도 12에서, 하나 이상의 세포들에 동시에 동일한 소정의 물질을 주입할 수 있다. 또한, 하나 이상의 세포들에 동시에 서로 다른 소정의 주입물질을 주입할 수도 있다. 또한, 세포주입장치가 세포의 반력에 대한 정보를 가지고 있다면, 힘 측정 시스템에서 측정한 반력과 일치하는 세포에 대해서만 소정의 주입물질을 동시에 주입할 수 있다.
즉, 하나 이상의 세포에 동시에 동일한 물질 또는 상이한 물질을 주입하거나, 하나 이상의 세포에서 소정의 세포를 선별하여 동일한 물질 또는 상이한 물질을 주입할 수 있다. 즉, 도 12에서 설명한 방법을 이용하면 사용자는 간단한 조작 으로서, 세포를 고정시키고 세포 내에 소정의 물질을 자동으로 주입할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포주입방법의 수행 과정을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 제어부에서 세포주입방법의 시작을 나타내는 시작 신호를 세포주입장치에 전달한다(S1401).
시작 신호에 따라 전원 공급부(620)에서 전원이 유체 시스템(200)에 공급된다. 유체 시스템(200)의 제 1 세포 저장부(210)에 압력이 인가되면, 제 1 세포 저장부(210)에 저장된 다수의 세포들이 차례로 세포 터널(220)을 통해 이동한다. 이때, 세포 터널의 상부 일측에 구비된 카운터(300)는 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 세포의 위치정보를 얻는 과정은 도 3을 참조할 수 있다(S1402).
S1402 단계에서 획득한 세포의 이동 및 위치에 대한 정보는 제어부(610)로 전달되고, 제어부(610)는 상기 위치정보에 따라 집게장치를 구동하여, 하나 이상의 세포들을 각각 소정의 위치에서 고정할 수 있다. 즉, 각각의 세포에 주입기를 삽입할 수 있는 위치에서 각각의 세포를 고정시킬 수 있다. 이때, 세포를 고정하는 과정은 도 4 내지 도 11을 참조할 수 있다.(S1403).
주입시스템(500)은 하나 이상의 주입기(510)를 각 주입기 입구(230)를 통해 고정된 하나 이상의 세포(250)에 삽입할 수 있다. 이때, 힘 측정 시스템(540)은 각각의 주입기(510)를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력을 실시간으로 측정할 수 있다. 반력을 측정하는 원리는 도 12 및 도 13의 설명을 참조할 수 있다(S1404).
다만, S1404 단계에서 힘 측정 시스템(540)은 각 세포의 반력을 측정할 수 있으며, 측정된 반력에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 미리 실험 대상 세포에 대한 반력을 알고 있다면, 여러 종류의 세포들 중에서 특정 세포를 선택하여 소정의 물질을 주입할 수 있다.
제어부(610)는 힘 측정 시스템에서 측정한 반력에 대한 정보를 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부(610)는 하나 이상의 주입기(510)를 이용하여 상기 정보에 따라 세포 내에 소정의 물질을 자동으로 주입할 수 있다. 이때, 세포 내에 소정의 물질을 주입하는 방법은 도 12 및 도 13의 설명을 참조할 수 있다. 또한, 제어부(610)는 세포 내에 소정의 물질을 주입한 후에 구동기(530)를 구동하여 주입기(510)를 제거할 수 있다(S1405).
제어부는 유체시스템(200)의 제 1 세포 저장부(210)에 저장된 모든 세포들(또는, 소정 개수의 세포들)에 주입물질이 주입되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 모든 세포들(또는, 소정 개수의 세포들)에 주입물질이 주입되면 세포주입방법은 종료하게 된다(S1406).
만약, 모든 세포들(또는, 소정 개수의 세포들)에 주입물질이 주입되지 않았다면, S1402 단계로 돌아가 S1402 내지 S1406 단계를 반복할 수 있다. 이러한 과정을 통해 세포주입방법을 자동적으로 수행할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위 는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포주입기의 블록도(a) 및 사시도(b)를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예서 사용될 수 있는 유체 시스템(200)을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 세포(250)의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있는 카운터(300)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 하나 이상의 세포를 소정의 위치에서 고정하는데 사용되는 집게장치(400)의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치(400)를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 세포주입장치의 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 집게장치를 이용하여 세포를 고정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라, 하나 이상의 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 주입시스템(a) 및 작동과정의 일례(b)를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 반력과 삽입거리의 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포주입방법의 수행 과정을 나타내는 도면이다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서,
    하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치;
    상기 고정된 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 힘 측정 시스템; 및
    상기 힘 측정 시스템과 연동하여 상기 고정된 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입 시스템을 포함하는, 세포주입장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포의 반력은,
    상기 주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기가 상기 하나 이상의 세포에 접촉할 때 발생하는 것을 특징으로 하는 세포주입장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 집게장치는,
    하나 이상의 압전물질을 포함하는 세포주입장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 집게장치는,
    하나 이상의 전극을 포함하는 세포주입장치.
  5. 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포가 이동하는 유체 시스템;
    상기 유체 시스템의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터;
    상기 유체 시스템의 일측에 구비되고, 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치;
    상기 고정된 하나 이상의 세포에 주입물질을 주입하는 하나 이상의 주입기를 포함하는 주입 시스템;
    상기 주입 시스템의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 주입기가 상기 하나 이상의 세포에 삽입될 때 발생하는 상기 하나 이상의 세포 각각의 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템; 및
    상기 유체 시스템, 상기 카운터, 상기 집게장치, 상기 주입 시스템 및 상기 힘측정 시스템을 제어하는 제어부를 포함하는, 세포주입장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유체 시스템은,
    상기 하나 이상의 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부;
    상기 제 1 세포 저장부의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 세포를 이동시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널;
    상기 세포 터널의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 주입기가 삽입되는 하나 이상의 주입기 입구; 및
    상기 세포 터널의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 세포를 저장하는 제 2 세포 저장부를 포함하는, 세포주입장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 카운터는,
    상기 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부; 및
    상기 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는, 세포주입장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 주입 시스템은,
    상기 하나 이상의 주입기의 일측에 구비되어 상기 하나 이상의 세포에 주입될 상기 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부; 및
    상기 하나 이상의 주입기 및 주입물질 저장부를 구동하여 상기 소정의 물질을 상기 하나 이상의 세포에 주입시키기 위한 구동부를 포함하고,
    상기 하나 이상의 주입기는 상기 하나 이상의 주입기 입구를 통해 상기 고정된 하나 이상의 세포에 상기 소정의 물질을 주입하는 것을 특징으로 하는 세포주입 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 소정의 물질은,
    상기 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 상기 소정 물질의 종류 및 주입 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는, 세포주입장치.
  10. 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포를 고정하는 단계;
    상기 고정된 하나 이상의 세포 각각의 반력을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 하나 이상의 세포 각각의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포를 고정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 세포를 고정하기 위해 상기 하나 이상의 세포의 위치정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 위치정보를 기반으로 상기 하나 이상의 세포를 각각 고정하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 세포 각각에 소정의 압력을 가하여, 상기 하나 이상의 세포에서 발생하는 반력을 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포의 반력을 측정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 세포 각각에 소정의 압력을 가하여, 상기 하나 이상의 세포 각각에서 발생하는 반력을 개별적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계는,
    상기 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 상기 소정의 물질의 종류 및 주입 여부를 결정하여, 상기 소정 물질을 동시에 주입하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하는 단계는,
    상기 하나 이상의 세포 각각의 반력에 따라 상기 소정의 물질의 종류 및 주입 여부를 결정하여, 상기 소정의 물질을 상기 하나 이상의 세포 중 소정의 세포에만 주입하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포에 상기 소정의 물질을 주입하는 단계 이후에,
    상기 하나 이상의 주입기를 제거하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 세포 모두에 상기 소정의 물질을 주입하였는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는, 세포주입방법.
  17. 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 상기 하나 이상의 세포 각각의 위치정보를 획득하는 단계;
    소정의 힘을 인가하면 상기 소정의 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 상기 하나 이상의 세포를 소정의 위치에 고정하는 하나 이상의 압전물질을 포함하는 집게장치를 이용하여, 상기 위치정보에 따라 상기 하나 이상의 세포를 고정하는 단계;
    주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기를 상기 고정된 하나 이상의 세포 각각에 삽입하는 단계;
    힘 측정 시스템을 이용하여 상기 하나 이상의 주입기를 상기 하나 이상의 세포 각각에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계; 및
    상기 반력에 대한 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 세포에 상기 하나 이상의 주입기를 이용하여 상기 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.
  18. 하나 이상의 세포의 반력을 이용하여 상기 하나 이상의 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 상기 하나 이상의 세포 각각의 위치정보를 획득하는 단계;
    상기 유체 시스템의 일측에 구비되고, 교류전압을 하나 이상의 전극에 인가할 때 발생하는 유전체 전기영동을 이용하여 상기 하나 이상의 세포 각각을 고정하는 집게장치를 이용하여, 상기 위치정보에 따라 상기 세포를 고정하는 단계;
    주입 시스템에 포함된 하나 이상의 주입기를 상기 고정된 하나 이상의 세포 각각에 삽입하는 단계;
    힘 측정 시스템을 이용하여 상기 하나 이상의 주입기를 상기 하나 이상의 세포 각각에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계; 및
    상기 반력에 대한 정보를 기반으로 상기 하나 이상의 세포에 상기 하나 이상의 주입기를 이용하여 상기 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.
KR1020080006626A 2008-01-22 2008-01-22 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법 KR100967850B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080006626A KR100967850B1 (ko) 2008-01-22 2008-01-22 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080006626A KR100967850B1 (ko) 2008-01-22 2008-01-22 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090080715A true KR20090080715A (ko) 2009-07-27
KR100967850B1 KR100967850B1 (ko) 2010-07-05

Family

ID=41291779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080006626A KR100967850B1 (ko) 2008-01-22 2008-01-22 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100967850B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101269676B1 (ko) * 2011-05-25 2013-06-04 한국원자력연구원 다지점 소스투입장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020554A1 (en) * 1998-10-08 2000-04-13 Astrazeneca Ab Microfabricated cell injector
KR100475098B1 (ko) * 2002-11-12 2005-03-11 한국과학기술연구원 단일 셀 조작을 위한 바이오 자동 조작 장치
JP2004344036A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Fujitsu Ltd 物質導入装置及び物質導入システム
JP2006191877A (ja) 2005-01-14 2006-07-27 Fujitsu Ltd 物質導入装置および物質導入方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101269676B1 (ko) * 2011-05-25 2013-06-04 한국원자력연구원 다지점 소스투입장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100967850B1 (ko) 2010-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4842512B2 (ja) 並列薬剤送達と細胞構造の電気穿孔法を併合した方法及びその使用
EP1479759A2 (en) System and apparatus for injecting substance into cell
CN102725391B (zh) 用于产生工具运动的设备和方法
KR20080096719A (ko) 생물 세포 물질을 통한 프로브의 손상이 없는 이동을 위한 방법 및 장치
JP6139726B2 (ja) 制御デバイスを備えたアクチュエータ装置
KR100967850B1 (ko) 자동 멀티 셀 주입장치 및 주입방법
Sakaki et al. Development of an autonomous biological cell manipulator with single-cell electroporation and visual servoing capabilities
Kallio et al. Injection guidance system for cellular microinjections
KR100967849B1 (ko) 자동 세포주입장치 및 세포주입방법
EP1649885B1 (en) Method of cell injection into biotissue and apparatus therefor
KR102196376B1 (ko) 자기장으로 제어 가능한 세포 배양 구조물, 세포 배양 구조물을 이용하는 세포 배양 시스템 및 세포 배양 구조물을 이용한 신경세포의 연결 방법
JP4953357B2 (ja) 細胞侵襲用プローブ及び該細胞侵襲用プローブを有する細胞侵襲装置、並びに、細部侵襲方法
JPH08322548A (ja) 細胞操作方法および細胞操作装置
US7905996B2 (en) Interface patch clamping
US20040182706A1 (en) Microinjection method and device based on electroosmosis
CN109001113B (zh) 功能化光学透镜和制造方法
CN209812324U (zh) 探测水母刺丝囊动态发射行为的压电陶瓷致动仿生装置
US11123498B2 (en) Treatment device and method for controlling same
JP2008022805A (ja) 物質を吸引又は吐出する装置及び方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130530

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140521

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee