KR20090108371A - 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090108371A
KR20090108371A KR1020080033757A KR20080033757A KR20090108371A KR 20090108371 A KR20090108371 A KR 20090108371A KR 1020080033757 A KR1020080033757 A KR 1020080033757A KR 20080033757 A KR20080033757 A KR 20080033757A KR 20090108371 A KR20090108371 A KR 20090108371A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microfluidic
microfluidic channel
channel
substrate
circuit device
Prior art date
Application number
KR1020080033757A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100998535B1 (ko
Inventor
남우성
조신길
정석
Original Assignee
인싸이토 주식회사
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 인싸이토 주식회사 filed Critical 인싸이토 주식회사
Priority to KR1020080033757A priority Critical patent/KR100998535B1/ko
Priority to JP2011503912A priority patent/JP5511788B2/ja
Priority to US12/936,839 priority patent/US20110033338A1/en
Priority to PCT/KR2009/001853 priority patent/WO2009125997A1/en
Publication of KR20090108371A publication Critical patent/KR20090108371A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100998535B1 publication Critical patent/KR100998535B1/ko
Priority to US14/921,042 priority patent/US10005082B2/en
Priority to US15/988,503 priority patent/US10471424B2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/302Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4895Solvent bonding, i.e. the surfaces of the parts to be joined being treated with solvents, swelling or softening agents, without adhesives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/82Testing the joint
    • B29C65/8253Testing the joint by the use of waves or particle radiation, e.g. visual examination, scanning electron microscopy, or X-rays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112Single lapped joints
    • B29C66/1122Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/302Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B29C66/5346Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat
    • B29C66/53461Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat joining substantially flat covers and/or substantially flat bottoms to open ends of container bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B81B3/0094Constitution or structural means for improving or controlling physical properties not provided for in B81B3/0067 - B81B3/0091
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00103Structures having a predefined profile, e.g. sloped or rounded grooves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689Sealing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825Test strips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887Laminated structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1677Laser beams making use of an absorber or impact modifier
    • B29C65/168Laser beams making use of an absorber or impact modifier placed at the interface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04Polymers of esters
    • B29K2033/08Polymers of acrylic acid esters, e.g. PMA, i.e. polymethylacrylate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04Polymers of esters
    • B29K2033/12Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/756Microarticles, nanoarticles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0214Biosensors; Chemical sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/05Microfluidics
    • B81B2201/051Micromixers, microreactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/05Microfluidics
    • B81B2201/058Microfluidics not provided for in B81B2201/051 - B81B2201/054
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03Static structures
    • B81B2203/0323Grooves
    • B81B2203/0338Channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03Static structures
    • B81B2203/0369Static structures characterized by their profile
    • B81B2203/0392Static structures characterized by their profile profiles not provided for in B81B2203/0376 - B81B2203/0384
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/019Bonding or gluing multiple substrate layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체 회로소자에 관한 것이다. 특히, 기재 내부에 형성된 홈을 포함하는 미세유체 채널, 및 상기 기재의 상면에 형성된 시료 투입구 혹은 배출구를 포함하는 미세유체 회로소자로서, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖는, 미세유체 회로소자에 관한 것이다. 미세유체 회로소자의 제조 방법 또한 본 발명에 포함된다.

Description

나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체 회로소자 및 이의 제조 방법{MICROFLUIDIC CIRCUIT ELEMENT COMPRISING MICROFLUIDIC CHANNEL WITH NANO INTERSTICES AND FABRICATION THEREOF}
본 발명은 유체의 흐름을 안정화시켜 주는 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체 회로소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
극소량의 유체를 이송하고 제어하는 유동 발생 및 제어에 관한 미세 유체 기술은 진단 및 분석 장치의 구동을 가능하게 하는 핵심요소 기술로서 이러한 기술은 다양한 구동 원리로 구현될 수 있다. 그 중에서 유체 주입 부분에 압력을 가하는 압력구동법(pressure-driven method), 미세유로 사이에 전압을 인가하여 유체를 이송하는 전기영동법(electrophoretic method), 전기삼투압법(elelctroosmotic method), 그리고 모세관 힘을 이용한 모세관유동법(capillary flow method) 등이 대표적이다.
인위적인 압력에 의한 압력구동방식의 미세유체소자(microfluidic device)의 대표적인 예로는 미국 특허 제6,296,020호가 있는데, 미국 특허 제6,296,020호는 소수성의 유체 소자에서 유로 단면적의 조절, 유로의 소수성 조절 등의 수동형 밸브를 이용한 유체 회로소자를 개시하고 있다. 또한, 이외에도 미국 특허 제6,637,463호는 압력 구배를 가지는 유로를 설계하여 다수의 유로로 유체를 균일하게 분배하는 미세유체소자를 개시하고 있다.
한편, 모세관유동법은 미세 유로에서 자연적으로 발생하는 모세관 현상을 이용하므로 추가 장치 없이 유체 주입 부분에 놓여진 극소량의 유체가 자연적이고 즉각적으로 주어진 유로를 따라 이동하게 되는 장점을 가진다. 따라서, 현재 이를 활용한 미세유체시스템 설계에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 미국 특허 제6,271,040호는 다공성 물질을 사용하지 않으면서 미세유로에서의 자연적인 모세관 유동만을 이용하여 시료를 이송하고 시료의 반응을 유발하여 광학적인 방법으로 시료내의 특정 물질을 검출하는 진단용 바이오 칩을 개시하고 있다. 그리고, 미국 특허 제6,113,855호는 진단 장치에서 떨어진 두 지점 간에 시료의 이송을 위하여 육각형의 기둥을 적절히 배열하여 모세관 힘을 발생시키는 장치를 개시하고 있다.
그런데, 종래의 미세유체소자에서 모세관유동법으로 유체를 흘리기 위해서는 표면의 젖음성(wettability)이 좋아야 유체가 잘 흐를 수 있게 된다. 일반적인 플라스틱 미세유체소자의 경우 표면의 젖음성이 다른 소재에 비해 현저히 떨어진다. 이에 따라, 표면의 젖음성을 향상시키기 위해서 종래에는 코로나 처리나 표면코팅처리와 같은 화학적인 처리 혹은 플라즈마 처리 방법 등을 시도해 왔다. 예를 들어, 국제특허공개 WO 2007/075287호는 미세유체 채널 내부의 표면 거칠기를 거칠게 하여 유체의 속도를 높이는 방법을 처음으로 제시하였다.
그러나, 이러한 젖음성 향상 방법은 미세유체소자의 대량 생산화를 고려할 때, 큰 장애요인이 될 수 있고 추가 장치의 필요 내지 추가 작업으로 인해 공정상의 문제점을 초래한다. 또한, 이러한 처리 방법은 시간에 따라 그 효과가 감소하기 때문에 생산된 제품을 장기 보관하거나 유통할 경우 일정하고 안정적인 유체의 흐름을 유지하기가 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 모세관 힘에 의한 자연적인 유동에서 표면의 화학 처리나 플라즈마 처리와 같은 추가적인 조작이나 처리 등의 필요가 없고, 처리 여부에 상관없이 유체의 흐름이 시간의 경시 변화에도 일정하게 유지되고 안정된 유체 흐름성을 가질 뿐만 아니라 소재의 제한 없이 제작이 용이한, 나노틈새를 가지는 미세유체 회로소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재 내부에 형성된 홈을 포함하는 미세유체 채널, 및 상기 기재의 상면에 형성된 시료 투입구 혹은 배출구를 포함하는 미세유체 회로소자로서, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖는, 미세유체 회로소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1기재와 제2기재를 접합하여 미세유체 채널용 홈 및 시료 투입구 혹은 배출구가 구비된 미세유체 채널소자를 형성하되, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 상기 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태로 형성되도록 제어하는 단계를 포함하는, 미세유체 회로소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 채널 좌우 모서리가 작은 나노틈새를 갖도록 가공하여 모세관 힘으로 쉽게 유체를 채우거나 이송시킬 수 있고, 나노틈새에 먼저 들어가 있는 유체에 의해 채널 내의 유체가 딸려오게 되어 표면의 젖음성을 향상시킬 수 있고, 접촉각을 낮추기 위한 표면처리 여부 및 표면처리 후 보관 시간에 상관없이 안정된 유체의 흐름을 얻을 수 있다.
즉, i) 유체가 원래 채널 내벽의 접촉각보다는 나노틈새에 스며들어가 있던 유체에 의해 흐르므로, 장기간의 보관 후 접촉각이 변했을 때에도 속도의 큰 차이 없이 유체가 흘러들어 갈 수 있고, ii) 채널 내벽이 소수성이어서 유체의 모세관 힘이 작을 경우, 일반 미세유체 채널만으로는 유체를 흘릴 수 없지만, 나노틈새가 있을 때에는 나노틈새의 유체의 작용으로 유체가 쉽게 잘 흘러들어 가고, iii) 채널 내벽에 먼지나 유기물, 스테인(stain) 등이 있을 경우, 유체의 모세관 힘만으로는 그 부분을 넘겨 유체가 흐르게 할 수 없지만, 나노틈새가 있을 때에는 나노틈새의 유체가 끌어당기는 역할을 하여 유체가 쉽게 흐를 수 있고, iv) 나노틈새의 크기 및 형상의 조절을 통해 유체의 속도 및 흐름을 조절할 수 있는 등의 이점을 제공한다.
본 발명은 나노틈새가 구비된 미세유체 채널을 가지는 미세유체 회로소자에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 미세유체 회로소자는 기재 내부에 형성된 홈을 포함하는 미세유체 채널, 및 유체의 모세관 유동을 원활하게 하기 위한 것으로서 상기 기재의 상면에 형성된 시료 투입구 혹은 배출구를 포함하는 미세유체 회로소자로서, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖도록 구성된다.
여기서, 미세유체 채널의 크기는 제한이 없으며, 예를 들어 미세유체 채널의 높이는 2㎛ 내지 5㎜의 범위로 형성될 수 있다. 그리고, 미세유체 채널의 너비 역시 유사한 범위로 형성될 수 있고, 더 커질 수도 있다. 미세유체 채널의 형상 또한 제한이 없으며, 예를 들어 미세유체 채널의 단면은 일반적으로 사각형일 수 있으나, 그 이외의 형상, 예를 들어 원, 반원 등에도 나노틈새가 들어갈 수 있으며, 형상과 상관없이 동일한 효과가 기대된다(도 2a-2g 참조).
상기 미세유체 채널에 미세 유체를 흘리는 방법으로는, 예를 들어 압력을 이용하거나, 전기영동을 이용할 수 있으며, 표면의 모세관 힘으로 유체의 흐름을 유도할 수 있다. 바람직한 경우, 모세관 힘을 이용하면, 유체를 쉽게 채우거나 이송시킬 수 있으며, 외부 에너지나 전기 에너지 등이 필요 없기 때문에 소자 및 시스템이 간단해 질 수 있다.
유체의 흐름을 안정적으로 유지하기 위해서는 특별히 표면의 젖음성(wettability)이 좋아야 한다. 이의 개선을 위해 본 발명의 일 실시양태에 따라 형성되는 나노틈새에 있어서, 그 단면은 일반적으로 종횡비가 큰 틈새 혹은 사각형일 수 있고, 그 이외의 형상도 가능하며, 불규칙한 형상도 가능하나, 이들로 제한 되지 않는다(도 2a-2g 참조). 특히 바람직하게는, 상기 나노틈새의 높이를 10 nm 내지 5 ㎛의 범위로 형성시키는 것이며, 상기 범위를 벗어나는 경우 유체가 먼저 들어가 모세관 힘을 안정시켜 주는 효과가 약해질 수 있다. 그러나, 나노틈새의 폭은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 미세유체 회로소자에 사용될 수 있는 재질로는, 예를 들어 미세유체 시스템을 만들 수 있는 임의의 재질, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 유리, 파이렉스(pyrex), PDMS(polydimethylsiloxane), 플라스틱, 예컨대 아크릴 계열, PMMA, PC 등 대부분의 재질이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 나노틈새를 가지는 미세유체 회로소자의 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 제조 방법은 제1기재(1)와 제2기재(2)를 접합하여 미세유체 채널용 홈(3) 및 시료 투입구 혹은 배출구(6)가 구비된 미세유체 채널소자(5)를 형성하되, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 상기 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새(4) 형태로 형성되도록 제어하는 단계를 포함한다(도 1b 참조).
먼저, 미세유체 채널 제조를 위한 제1 및 제2기재(1, 2)를 세척하고, 임의적으로는 표면의 친수화를 위해 표면 처리할 수 있다. 이는 제1 및 제2기재(1, 2)의 접합 전에 표면의 젖음성을 높이기 위한 것으로, 예를 들어 화학적 처리, 산소 플라즈마 처리 등을 수행할 수 있다. 특히, 산소 플라즈마 처리를 하고 나면 표면이 친수화되어 표면의 접촉각을 낮추는 역할을 하지만, 그 수명은 수 개월 정도, 약 3 내지 4개월 정도에 불과하다.
미세유체 채널을 제작하는 방법으로는, 예를 들어 1) 실리콘 미세가공, 2) 유리 미세가공, 3) 플라스틱 미세가공, 4) PDMS 미세가공 기술 등이 활용될 수 있으며, 이들 중 유리를 제외하고는 기본적인 접촉각이 높아 채널 내 모세관 힘을 안정되게 생성시키는 데 어려움이 있을 수 있다.
다음으로, 제1 및 제2기재(1, 2)를 서로 맞댄 다음, 예를 들어 용제를 이용하여 제1 및 제2기재(1, 2)를 접합하여 나노틈새(4)를 형성한다. 이때 형성되는 나노틈새(4)는 제1 및 제2기재(1, 2)를 용제에 의해 접합한 다음 일정 시간 동안 적당한 압력을 유지하여 필요한 치수로 형성될 수 있으며, 그 치수는 필요에 따라 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있을 것이다. 바람직하게는, 상술된 바와 같이 나노틈새(4)의 높이는 10 nm 내지 5 ㎛의 범위로 형성될 수 있다.
상술된 바와 같이, 나노틈새(4)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 특히 도 2a 내지 2g를 참조하면, 나노틈새(4)의 형태는 다양한 구조로 정의될 수 있다.
나노틈새(4)를 만들기 위해서는 다양한 접합법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 용제 접합법, 초음파 접합법, 접착제 및 테이핑, 열 및 압력 접합법, 레이저 접합법 중 임의의 방법이 사용될 수 있다. 그러나, 이들 방법 외에도 채널 벽의 일부만 붙인다면 어떤 접합법도 모두 나노틈새의 제작에 사용될 수 있으며, 상기 방법들로 국한되지 않는다.
구체적으로, 용제 접합법이나 열 및 압력 접합법, 레이저 접합법을 이용하여 접합면 중 일부를 남겨두는 방식, 즉 외곽만 접합하고 안쪽을 남겨두어 남겨진 부 분을 나노틈새(4)로 사용하는 방법(도 2a); 초음파 접합법을 이용하여 용착산 부분만 접합하고 나머지 부분을 틈새(4)로 사용하는 방법(도 2b); 특정 부분만 접착제 또는 테이핑을 이용하여 붙인 후, 나머지 부분을 틈새(4)로 사용하는 방법(도 2c) 등이 이용될 수 있다.
일반 접합법이나 열 및 압력 접합법, 레이저 접합법과 본 발명의 일 실시양태에 따른 나노틈새를 포함할 수 있는 용제접합법, 열 및 압력 접합법, 레이저 접합법의 차이를 설명하면, 일반 접합법은 접합할 표면에 먼저 용제를 바르고 접합하는 데 반해, 용제접합법은 먼저 제1 및 제2기재의 표면을 맞대고 용제를 주위에 주입하고, 주입된 용제는 제1 및 제2기재의 접합 표면을 따라 흐르면서 기재의 바깥쪽만 녹이게 되며 녹지 않고 남은 안쪽 벽 부분이 나노틈새로 남게 된다. 다르게는, 제1 및 제2기재의 표면을 맞대고 채널 주변의 모든 면을 붙이지 않고 바깥쪽 일부분에만 열을 가하거나 레이저를 가하여 접합함으로써, 접합 표면의 바깥쪽만 녹이게 되며, 녹지 않고 남은 안쪽이 나노틈새로 남게 된다.
본 발명에 따른 용제 접합법을 이용하면, 나노틈새가 들어있는 미세유체 채널을 한 번에 만들 수 있으며, 제작된 미세유체 채널의 높이 공차를 정밀하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 나노틈새는 제1 또는 제2기재가 접합 도중 또는 접합된 후에 형성될 수도 있고, 제1 또는 제2기재가 접합 전에 제1 또는 제2기재에 미리 형성되어 있을 수도 있다. 따라서, 나노틈새의 형상 자체가 미세유체 채널의 모양이나 구조를 바꾸지 않는 장점이 있다.
이와 같이, 나노틈새를 제작하기 위해서는 일반적인 미세유체 채널(도 1a 참조)에 특별한 공정이 추가될 필요가 없고, 일반적인 제작 공정에서 약간의 변화를 통해 제작될 수 있으며, 그 구조 또한 표면의 거칠기 등 표면의 특성에 무관하게 생산 및 제작될 수 있다.
도 6은 분석 및 진단 대상 시료의 투입구 혹은 배출구(6)가 도시된, 본 발명의 일 실시양태에 따른 미세유체 회로소자의 개념도 및 실사를 나타낸 것이다.
이때 사용되는 시료는 무기 또는 유기 시료 모두 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 생체 시료, 예를 들어 혈액, 체액, 오줌, 타액 등을 들 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 생체시료 분석용 미세유체 회로소자는 시료를 분석 및/또는 진단하기 위한 다양한 응용 분야, 다양한 질병, 다양한 시료에 사용할 수 있는 정량화가 가능한 각종 진단 키트에 미세유체 채널 소자로 사용될 수 있으며, 예를 들어 바이오센서, DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩, 랩온어칩(lab-on-a-chip) 등에 응용 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예만으로 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
실시예 1: 용제 접합법을 이용한 미세유체 회로소자의 제작
사출성형법을 이용하여 PMMA(poly(methylmethacrylate))로부터 두 기재의 플라스틱 미세유체 소자를 제작하였다. 유입구 및 배출구를 가지고 폭 4㎜, 높이 0.1㎜ 및 길이 40㎜로 형성된 반원형상의 채널용 홈(3)을 상부 기재(1)에 형성하고, 편평한 표면을 갖는 하부 기재(2)를 1㎜의 두께로 형성하였다. 사출성형된 기재(1, 2)를 세제로 깨끗이 하고, 탈이온수로 초음파 세척하였다. 60℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, 플라즈마 세정 시스템((주)제4기 한국)으로 이들 기재(1, 2)를 2분간 산소 플라즈마 처리하였다. 플라즈마 처리된 기재(1, 2)에 나노틈새(4)를 가지는 미세유체 채널(5)을 제작하기 위해 용제 접합법을 이용하였다(도 2a 및 3a 참조). 기재(1, 2)를 위치시키고 압착한 후, 피펫으로 채널 벽 주위의 여러 지점에 아세톤을 주입하였다. 주입된 아세톤은 모서리 부분을 따라 흐르면서 계면으로 약간 스며들어가 녹으면서 접합되었다. 인가된 압력을 수 초 후에 제거한 후, 비접합된(또는 스며든 아세톤이 도달되지 않은 부분) 계면은 미세유체 채널(5)의 측벽에서 나노틈새(4)를 형성하였다(도 3a 참조).
틈새의 높이는 용제 주입 후의 압력 유지 시간으로 결정하였고, 이의 시간을 감소시키면 틈새의 높이는 증가된다. 본 실시예에서, 나노틈새 회로소자를 제작하는 데 사용된 압력 유지 시간은 7초이었다. 틈새(4)의 폭은, 도 3a에 도시한 바와 같이, 처음 벽의 폭 1㎜에서 용제가 스며들어간 약 200㎛의 폭을 감하여 결정하였다. 용제가 스며들어간 폭은 압력 유지 시간 및 용제의 양에는 무관하고, 용제가 플라스틱 재료로 녹아 들어가는 속도에만 의존적인 것으로 생각된다.
용제 주입 접합법은, 열압착 방법, 초음파 접합법, UV 접합 및 기타 접합법 에 비하여, 크기의 오차 없이 채널의 높이를 유지할 수 있었다. 제작된 채널(5)의 높이는 품질 보증의 가이드라인에 따라 1년 동안 매달 측정하였으며, 매달 선택된 100개의 샘플에서 채널(5)의 높이는 98㎛ 내지 102㎛이었다.
비교예 1: 레이저 접합법을 이용한 미세유체 회로소자의 형성
통상적인 레이저 접합법을 이용하여 상·하부 기재를 접합할 때에, 두 기재(1, 2)의 접촉면의 전면을 부착하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 미세유체 회로소자를 형성하였다(도 3b 참조).
<평가>
실시예 1 및 비교예 1에 따른 미세유체 채널을 비교하기 위해, 그 SEM 단면 사진을 도 4에 나타내었다. 도 4a 및 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 미세유체 채널(5)에는 그 양 측면 모서리부로부터 소정의 접합부까지 나노틈새(4)가 형성되어 있는 반면, 비교예 1에 따른 미세유체 채널(5)에는 나노틈새가 형성되어 있지 않음을 알 수 있다.
시험예 1: 유체의 흐름 안정성
식용 색소(food color)가 첨가된 탈이온수를 사용하여 미세유체 채널의 물-공기 계면의 변위(s-s0)를 측정하였다. 접합된 샘플을 플라스틱 백에 저장하였고, 제작 직후 유체의 흐름과 1년간 보관한 후 유체의 흐름을 비교 측정하였다. 식용 색소가 함유된 20㎕의 탈이온수를 소자의 유입구에 위치시키고, 삼각대로 고정된 디지털 카메라로 그 이동 영상을 찍었다. 이동 영상은 프리웨어로 캡처하였고, 워터 플러그(water plug)의 길이는 눈금자로 측정하였으며, 그 결과를 도 5의 그래프로 나타내었다. 도 5a는 나노틈새가 없는 경우이고, 도 5b는 나노틈새가 있는 경우를 각각 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 제작 직후(하얀 기호)에는 안정된 흐름을 보여주지만, 1년간 보관한 후(검은 기호) 유체를 흘릴 경우 거의 흐르지 않는 것을 볼 수 있다. 반면, 도 5b를 참조하면, 제작 직후(하얀 기호)와 1년간 보관한 후(검은 기호) 모두 안정된 흐름을 볼 수 있으며, 두 경우 모두 나노틈새가 없는 경우보다 흐름이 빨랐다.
도 1a는 일반적인 미세유체 채널의 모식도이고, 도 1b는, 도 6의 A-A' 점선에 따라 절개된, 본 발명의 일 실시양태에 따른 미세유체 채널 단면의 모식도이다.
도 2a 내지 2c는 각각 용제 접합법, 초음파 접합법, 접착제 또는 테이핑, 열이나 압력, 레이저 접합법 등에 의한 나노틈새의 형성방법을 도시한 것이고, 도2d 내지 2g는 다양하게 구조화된 나노틈새의 다른 형태를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시양태에 따른 용제 접합법을 이용한 나노틈새를 포함하는 채널의 가공방법을 도시한 것이고, 도 3b는 레이저 접합법을 이용한 나노틈새를 포함하지 않는 채널의 가공방법을 도시한 것이다.
도 4a는 도 3a의 용제 접합법에 의하여 나노틈새가 형성된 미세유체 채널의 SEM 단면이고, 가운데 도면은 나노틈새가 형성된 미세유체 채널의 바깥쪽 부분, 즉 나노채널 없이 붙어 있는 부분이고, 도 4b는 도 3b의 나노틈새를 포함하지 않는 레이저 접합법에 의하여 나노틈새가 없는 미세유체 채널의 SEM 단면이다.
도 5a는 도 4b에 따라 제작된 나노틈새가 없는 미세유체 채널의 유체의 흐름성을 보인 그래프이고, 도 5b는 도 4a에 따라 제작된 나노틈새가 있는 미세유체 채널의 유체의 흐름성을 보인 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시양태에 따른 미세유체 회로소자의 개념도 및 실사이다.

Claims (9)

  1. 기재 내부에 형성된 홈을 포함하는 미세유체 채널, 및 상기 기재의 상면에 형성된 시료 투입구 혹은 배출구를 포함하는 미세유체 회로소자로서, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖는, 미세유체 회로소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노틈새가 10nm 내지 5㎛ 범위의 높이로 형성된, 미세유체 회로소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 회로소자가 생체시료를 분석 및 진단하기 위한 것인, 미세유체 회로소자.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 미세유체 회로소자가 바이오센서, DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩 및 랩온어칩(lab-on-a-chip)으로 구성된 군에서 선택되는, 미세유체 회로소자.
  5. 제1기재와 제2기재를 접합하여 미세유체 채널용 홈 및 시료 투입구 혹은 배출구가 구비된 미세유체 채널소자를 형성하되, 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리 부가 상기 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태로 형성되도록 제어하는 단계를 포함하는, 미세유체 회로소자의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 나노틈새가 상기 제1 또는 제2 기재가 접합 전에 상기 제1 또는 제2 기재에 미리 형성되거나, 상기 제1 또는 제2 기재가 접합된 후에 형성되는, 미세유체 회로소자의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기재의 최소한 하나의 표면을 화학적 처리 또는 산소 플라즈마 처리하는 것을 추가로 포함하는, 미세유체 회로소자의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 접합이 용제 접합법, 초음파 접합법, 접착제 및 테이핑, 열 접합법, 레이저 접합법, 압력 접합법 중 임의의 방법을 이용하여 수행되는, 미세유체 회로소자의 제조 방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노틈새가 10nm 내지 5㎛ 범위의 높이로 형성되는, 미세유체 회로소자의 제조 방법.
KR1020080033757A 2008-04-11 2008-04-11 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법 KR100998535B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080033757A KR100998535B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법
JP2011503912A JP5511788B2 (ja) 2008-04-11 2009-04-10 ナノ隙間が備えられたマイクロ流体チャネルを有するマイクロ流体回路素子及びその製造方法
US12/936,839 US20110033338A1 (en) 2008-04-11 2009-04-10 Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof
PCT/KR2009/001853 WO2009125997A1 (en) 2008-04-11 2009-04-10 Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof
US14/921,042 US10005082B2 (en) 2008-04-11 2015-10-23 Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof
US15/988,503 US10471424B2 (en) 2008-04-11 2018-05-24 Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080033757A KR100998535B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090108371A true KR20090108371A (ko) 2009-10-15
KR100998535B1 KR100998535B1 (ko) 2010-12-07

Family

ID=41162050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080033757A KR100998535B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110033338A1 (ko)
JP (1) JP5511788B2 (ko)
KR (1) KR100998535B1 (ko)
WO (1) WO2009125997A1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011146145A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic systems and networks
KR101129873B1 (ko) * 2010-02-26 2012-03-28 서울대학교산학협력단 나노입자 선 제조방법 및 나노입자 네트워크 제조방법과 이를 이용한 나노구조물 제조방법
US8721061B2 (en) 2010-05-21 2014-05-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device with circulation pump
US8740453B2 (en) 2010-05-21 2014-06-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microcalorimeter systems
KR20180001678A (ko) * 2016-06-27 2018-01-05 한국기계연구원 미세채널소자
KR20180004693A (ko) * 2017-12-29 2018-01-12 한국기계연구원 체결부를 구비한 미세채널소자
US9963739B2 (en) 2010-05-21 2018-05-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymerase chain reaction systems
US10132303B2 (en) 2010-05-21 2018-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating fluid flow in a fluidic network
WO2019194832A1 (en) * 2018-04-06 2019-10-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sense measurement indicators to select fluidic actuators for sense measurements

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8802039B2 (en) * 2009-12-18 2014-08-12 Velocys, Inc. Microchannel technology having structures with reduced material and enhanced volumetric productivity
CN104245219B (zh) * 2012-04-26 2016-10-05 美艾利尔圣地亚哥公司 激光接合装置
KR101475440B1 (ko) * 2012-10-29 2014-12-22 고려대학교 산학협력단 미세유체회로소자
KR101585329B1 (ko) * 2014-06-03 2016-01-15 주식회사 나노엔텍 플라스틱 마이크로칩
US10206663B2 (en) * 2015-01-14 2019-02-19 Roc8Sci Co. Apparatus for drawing of a bodily fluid and method therefor
CN105457690B (zh) * 2015-12-23 2018-09-07 武汉纺织大学 一种阶梯结构的微流控芯片及其制备方法
JP7276798B2 (ja) * 2017-09-22 2023-05-18 国立研究開発法人理化学研究所 マイクロ流路デバイス及びその製造方法
KR20190090538A (ko) 2018-01-25 2019-08-02 (주)인텍바이오 진단샘플의 광 정보 정밀 검출을 위한 진단 칩
CN108453492B (zh) * 2018-03-30 2020-01-07 天津大学 一种用于微纳刻划的大行程压入机构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5779868A (en) * 1996-06-28 1998-07-14 Caliper Technologies Corporation Electropipettor and compensation means for electrophoretic bias
US20060062696A1 (en) * 2001-07-27 2006-03-23 Caliper Life Sciences, Inc. Optimized high throughput analytical systems
WO2003068672A2 (en) * 2002-02-12 2003-08-21 Kionix, Inc. Fabrication of ultra-shallow channels for microfluidic devices and systems
US7195026B2 (en) * 2002-12-27 2007-03-27 American Air Liquide, Inc. Micro electromechanical systems for delivering high purity fluids in a chemical delivery system
DE10313201A1 (de) 2003-03-21 2004-10-07 Steag Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Trennvorrichtung und mikrofluidisches Verfahren zum Abtrennen von flüssigen Bestandteilen aus einer Flüssigkeit, die Partikel enthält
US20050064465A1 (en) * 2003-07-02 2005-03-24 Caliper Life Sciences, Inc. Continuous and non-continuous flow bioreactor
DE10360220A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-21 Steag Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Anordnung zur blasenfreien Befüllung zumindest eines Systems zur Ableitung von Flüssigkeiten, Vorrichtung mit einer solchen Anordnung und Befüllungsverfahren
JP4496934B2 (ja) * 2004-11-19 2010-07-07 スターライト工業株式会社 マイクロ化学デバイスの製造方法
JP2006159006A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Sharp Corp マイクロチャネル、マイクロチャネル用構造体およびマイクロチャネルの製造方法
JP2006346626A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Toppan Printing Co Ltd 反応チップ
KR100790881B1 (ko) * 2006-07-06 2008-01-02 삼성전자주식회사 미세유체 반응칩 및 이의 제조방법

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101129873B1 (ko) * 2010-02-26 2012-03-28 서울대학교산학협력단 나노입자 선 제조방법 및 나노입자 네트워크 제조방법과 이를 이용한 나노구조물 제조방법
US9963739B2 (en) 2010-05-21 2018-05-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymerase chain reaction systems
US10807376B2 (en) 2010-05-21 2020-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device including recirculation system
US8740453B2 (en) 2010-05-21 2014-06-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microcalorimeter systems
US8721061B2 (en) 2010-05-21 2014-05-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device with circulation pump
WO2011146145A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic systems and networks
US10132303B2 (en) 2010-05-21 2018-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating fluid flow in a fluidic network
US10173435B2 (en) 2010-05-21 2019-01-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device including recirculation system
US10272691B2 (en) 2010-05-21 2019-04-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic systems and networks
US10415086B2 (en) 2010-05-21 2019-09-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polymerase chain reaction systems
US11260668B2 (en) 2010-05-21 2022-03-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device including recirculation system
KR20180001678A (ko) * 2016-06-27 2018-01-05 한국기계연구원 미세채널소자
KR20180004693A (ko) * 2017-12-29 2018-01-12 한국기계연구원 체결부를 구비한 미세채널소자
WO2019194832A1 (en) * 2018-04-06 2019-10-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sense measurement indicators to select fluidic actuators for sense measurements
US11312131B2 (en) 2018-04-06 2022-04-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sense measurement indicators to select fluidic actuators for sense measurements

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009125997A1 (en) 2009-10-15
KR100998535B1 (ko) 2010-12-07
JP5511788B2 (ja) 2014-06-04
JP2011523595A (ja) 2011-08-18
US20110033338A1 (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100998535B1 (ko) 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법
US6755211B1 (en) Microfluidic systems with inter-channel impedances
Xia et al. Fabrication of nanofluidic biochips with nanochannels for applications in DNA analysis
US6149787A (en) External material accession systems and methods
Verpoorte et al. Microfluidics meets MEMS
Guber et al. Microfluidic lab-on-a-chip systems based on polymers—fabrication and application
Kovarik et al. Nanofluidics in lab-on-a-chip devices
US20050023156A1 (en) Nanostructured material transport devices and their fabrication by application of molecular coatings to nanoscale channels
US20080000772A1 (en) Induced-charge electro-osmotic microfluidic devices
Aralekallu et al. Development of glass-based microfluidic devices: A review on its fabrication and biologic applications
KR100509254B1 (ko) 미세 유체의 이송 시간을 제어할 수 있는 미세 유체 소자
KR20050063358A (ko) 미소 유체 제어소자 및 미소 유체의 제어 방법
JP5046412B2 (ja) 被覆層を組み込んだミクロ流体装置及びシステム
KR101541458B1 (ko) 유체 혼합 방법 및 유체 혼합 장치
FR2820058A1 (fr) Procede et systeme permettant de realiser en flux continu un protocole biologique, chimique ou biochimique
Khandelwal et al. Self-assembled microtubular electrodes for on-chip low-voltage electrophoretic manipulation of charged particles and macromolecules
US10471424B2 (en) Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof
US10549480B2 (en) Ultrasonic welding of a microfluidic device
KR101475440B1 (ko) 미세유체회로소자
Suriyage et al. Fabrication, measurement, and modeling of electro-osmotic flow in micromachined polymer microchannels
KR100830957B1 (ko) 미세채널이 형성되어 있는 마이크로플루이딕 칩을 세척하기위한 세척 장치
US20230256445A1 (en) Electrically Controlled Nanofluidic DNA Sluice for Data Storage Applications
Nag et al. Performing chemical reactions in virtual capillary of surface tension-confined microfluidic devices
Pépin et al. Soft lithography and imprint-based techniques for microfluidics and biological analysis
Junior Salomão Moraes Da Silva Junior

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131107

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141127

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151209

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161122

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 10