KR20100053866A - 고속 입자분리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

전압을 인가할 수 있는 외팔보(cantilever) 형태의 어레이 전극(electrode array)을 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 배열시켜 입자의 크기와 유전 특성에 따른 편향을 통해 특정 입자만을 고속으로 분리하도록 한 고속 입자분리 시스템 및 그 방법이 개시된다.

개시된 고속 입자분리 시스템은, 분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너와; 다수의 전극이 동일 또는 다양한 간격으로 직렬 또는 병렬로 배열되고, 비 균일 전기장 내에서 입자의 크기 및 유전특성에 따라 동시에 특정 입자를 편향시켜 다량의 입자들을 고속 분리하는 어레이 전극과; 상기 어레이 전극에 의해 분리된 입자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기와; 상기 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 동일 또는 가변적으로 공급하는 제어수단을 구비하고, 분리할 입자 특성에 따라 상기 어레이 전극 각각에 전압 및 주파수를 동일 또는 가변적으로 인가하여 비 균일 전기장과 가상의 전극 간 거리를 형성하고, 입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만을 편향시켜 고속으로 입자를 분리하게 되는 것이다.

고속 입자분리, 편향, 어레이 전극, 전압 및 주파수

Description

고속 입자분리 시스템 및 그 방법{System for high throughput particle separation and method thereof}

본 발명은 전압을 인가할 수 있는 외팔보(cantilever) 형태의 전극 어레이(electrode array)를 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 배열시켜 입자의 크기와 유전특성에 따른 편향을 통해 특정 입자만을 고속으로 분리하도록 한 고속 입자분리 시스템 및 그 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 세포를 분리하는 기술인 HTS(High Throughput Sorting)를 구현하기 위해 여러 가지의 다양한 기술들이 제안되고 있는데, 그 중 유전 영동법(Dielectrophorsis: DEP)이나 결정적 측면 치환법(Deterministic Lateral Displacement: DLD)이 주로 각광을 받고 있다.

유전 영동법은 비균일 전기장 중에서 유전적으로 분극가능한 입자(dielectrically polarizable particles)는 비록 전하가 있지 않더라도 상기 입자의 유효 분극성(polarizability)이 주위 매질(medium)의 분극성과 다른 경우 "유전 영동력(dielectrophoresis force)"을 받는다는 것을 잘 알려져 있다. 상기 입자 의 이동은 전기영동에서 널리 알려져 있는 바와 같은 입자의 전하에 의하여 결정되는 것이 아니라 유전특성(전도도 및 유전율)에 의하여 결정된다.

그러나 이러한 유전 영동법은 5㎕/min 이내의 속도로 입자들을 이동시켜주는 고가의 미세 유체조절 펌프와 통합되어야 사용이 가능하고, 입자의 크기 변화에 따라 에러가 발생하는 단점들이 있다.

한편, 결정적 측면 치환법의 경우, 입자의 사이즈 변화에 대해 정확하게 대처하여 분리할 수 있고, 유전 영동법에 비해 20㎕/min의 속도로 입자들을 이동시켜주기 때문에 DEP기법보다 더 빠르게 입자를 분리할 수 있는 장점은 있으나, 물질의 유전특성에 따른 분리가 불가능하다는 커다란 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해 종래 DLD 기법을 이용한 미세 구조물에 DEP를 인가하려는 움직임이 있었으나, 많은 양의 샘플을 처리하기 위해서는 역시 적정 속도와 많은 시간이 요구되어 효율성이 저하되는 단점을 초래하였다.

즉, 종래의 입자 분리 방법들은 입자의 크기나 물질의 유전 특성에 따라 분리하는 데 있어, 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다. 또한, 고가의 미세 유체 조절 펌프와 미세채널을 이용하여 소량의 입자들을 직렬로 처리함으로써, 목표 입자를 얻기 위해 많은 시간이 필요하다는 단점이 있었다. 장시간에 걸친 분리는 세포와 같은 바이오 입자에 있어서 생존능력(viability)에 문제를 발생시킬 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 입자 분리 방법에서 발생하는 제반 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전압을 인가할 수 있는 외팔보(cantilever) 형태 또는 브릿지(bridge) 형태의 전극 어레이(electrode array)를 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 배열시켜 입자의 크기와 유전특성에 따른 편향을 통해 특정 입자만을 고속으로 분리하도록 한 고속 입자분리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 미세 유체 조절 펌프와 미세채널 없이도 입자의 크기와 물질의 유전특성을 동시에 적용시켜 고속, 고 효율적으로 특정입자들을 분리해낼 수 있도록 한 고속 입자분리 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 고가의 미세 유체 조절펌프(microsyringe pump) 없이도 입자의 무게만으로 많은 양의 입자들을 동시에 이동시킨 후 전극에 인가된 전압에 의해 입자의 유전 특성 및 크기에 따라 특정 입자들만 편향시켜서 분리하도록 한 고속 입자분리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "고속 입자분리 시스템"은,

다수의 전극이 간격을 갖고 배열되며, 비 균일 전기장을 통해 입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자를 편향시켜 다량의 입자들을 고속 분리하는 어레이 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고속 입자분리 시스템은,

분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너와;

상기 입자 분리 수단에 포함된 어레이 전극의 각도를 조절하여 입자 이동 속도를 조절하는 각도 조절기와;

분리할 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 인가하는 제어수단과;

상기 어레이 전극에 의해 분리된 입자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기를 더 포함한다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "고속 입자분리 시스템"은,

분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너와;

다수의 전극이 간격을 갖고 배열되며, 비 균일 전기장을 통해 입자의 크기와 유전특성에 따라 특정 입자를 편향시켜 다량의 입자들을 고속 분리하는 어레이 전극과;

상기 어레이 전극에 포함된 어레이 전극의 각도를 조절하는 각도 조절기와;

분리할 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 가변적으로 공급하는 제어수단과;

상기 어레이 전극에 의해 분리된 입자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "고속 입자분리 방법"은,

분리할 입자 특성에 따라 어레이 전극에 전압 및 주파수를 인가하여 비 균일 전기장을 형성하고, 가상의 전극간 거리를 형성하는 단계와;

상기 분리할 입자를 포함한 수용액을 투입하는 단계와;

입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만을 편향시켜 고속으로 입자를 분리하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "고속 입자분리 방법"은,

상기 고속으로 분리한 입자를 입자별로 이동 경로를 달리 설정하는 단계와;

상기 어레이 전극의 각도를 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하는 각도 조절단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 어레이 전극(electrode array)을 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 배열시키고, 입자의 크기와 유전특성에 따른 편향을 통해 입자를 분리함으로써, 고가의 미세 유체 조절 펌프를 구비하지 않고서도 다량의 입자를 고속 으로 분리할 수 있는 장점이 있다.

또한, 다량의 입자를 고속으로 분리할 수 있기 때문에 세포와 같은 바이오 입자의 분리시 생존능력 문제를 해소할 수 있는 장점도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고속 입자분리 시스템(100)의 구성을 보인 개략도로서, 본체(110)의 내부 상단에 분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너(120)가 구비되고, 수용액 컨테이너(120)의 하부에는 상기 수용액 컨테이너(120)에 담긴 수용액 입자의 무게만으로 이동하는 입자들의 크기와 유전특성을 이용하여 고속으로 특정 입자를 분리하는 어레이 전극(131)으로 이루어진 입자 분리 수단(130)이 구비된다.

아울러 상기 본체(110)의 내부에 일단이 결합하며, 타단이 본체(110)의 외부로 돌출되어 사용자의 수동 조작에 따라 상기 어레이 전극(130)에 포함된 전극(131)의 각도를 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하는 각도 조절기(140)가 구비된다.

또한, 상기 본체(110)의 하부에는 상기 어레이 전극(130)에 의해 분리된 입 자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기(150)가 구비된다.

또한, 본 발명에 따른 "고속 입자분리 시스템(100)"은, 상기 본체(110)의 내부에 구비된 각각의 장비를 보호하면서 수용액 컨테이너(120)에 담긴 수용액이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 커버(160)가 구비된다.

또한, 본체(110)의 외부에는 분리할 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 어레이 전극(130)에 포함된 각각의 전극(131)에 전압 및 주파수를 인가하는 제어수단(170)이 구비된다.

이러한 제어수단(170)은 사용자의 조작에 따라 전압 및 주파수를 설정하기 위한 전압 조정 볼륨과 주파수 조정 볼륨이 구비되며, 전원 공급을 위한 스위치와 기타 조작 제어를 위한 버튼 등을 구비할 수 있으며, 제어를 위한 중앙처리장치(CPU)와 데이터 저장을 위한 메모리를 구비한다.

아울러 제어수단(170)은 본체(110)에 구비될 수도 있으나, 고속 입자분리 시스템(100) 과는 별도의 독립 제품으로 구현할 수도 있으며, 커넥터를 이용하여 시스템과 연결하여 사용할 수도 있다.

또한, 도면에는 어레이 전극(130)과 제어수단(170) 간에 전원 공급선이 도시되지 않았으나, 이것은 편의상 도면을 도시한 것이며, 실질적으로 본체(110)의 내부를 통해서 어레이 전극(130)과 제어수단(170) 간에는 전원 공급선이 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고속 입자분리 시스템(100)은, 커버(160)를 본체(110)의 정해진 위치에 결합한 상태에서, 각도 조절기(140)를 통해 어레이 전극(130)에 구비된 다수의 전극(131)의 각도를 적절하게 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하게 된다. 각도 조절 방법은 조절 손잡이(141)를 수동으로 당기면 힌지(142)에 연결된 축의 회전량에 따라 경사각이 조절된다.

경사각은 분리할 입자를 포함한 수용액의 이동 시간에 영향을 미치게 되므로, 분리할 수용액의 량이나 분리 시간 등을 고려하여 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.

다음으로, 제어수단(170)을 통해 어레이 전극(130)에 구비된 전극(131)에 전압 및 주파수를 인가한다.

여기서 전극(131)은 외팔보(cantilever) 형태로 구현되거나 브릿지(Bridge) 형태로 구현되며, 도 2에 도시한 바와 같이, 기본적으로 전극과 전극 간에 임의 간격을 갖으며 배열되고, 양극(+)과 음극(-)이 교차하도록 배열된다. 이때 전극과 전극 간의 거리(틈새, 간격)는 분리할 특정 입자의 크기를 고려하여 서로 다르게 구현할 수도 있으며, 이와는 달리 동일한 간격으로 구현할 수도 있다.

배열되는 전극의 개수는 많으면 많을수록 입자를 더욱 고속으로 분리할 수 있으나, 시스템 사이즈나 기타 제반 여건을 고려하여 적절한 개수로 구현하는 것이 바람직하다.

이렇게 배열되는 전극(131)에 주파수를 갖는 교류 전압을 인가하면, 도 2에 도시한 바와 같이 DEP힘에 의한 특정 입자 편향 구역이 발생한다. 여기서 전극에 주파수를 갖는 교류 전압을 인가하게 되면 전극 주변에 비 균일 전기장이 형성되고, 그 전기장의 크기는 인가되는 전압 및 주파수에 의해 영향을 받게 되며, 또한, 이러한 주파수 및 전압에 의해 특정 입자 편향 구역의 크기도 달라진다.

도 3a는 전극에 인가되는 주파수(Frequency[MHz])에 따른 거리(Distance[㎛]) 변화를 도시한 것이고, 도 3b는 전극에 인가되는 전압(Voltage[V])에 따른 거리 변화를 도시한 것이다. 도 3c는 상기 관계를 이용한 경우 주파수 및 전압에 따라 형성되는 편향 구역의 일 예를 도시한 것이다.

이러한 과정을 통해 전극에 특정 주파수를 갖는 교류 전압을 인가하여 DEP힘에 의한 특정 입자 편향 구역을 형성하고, 수용액 컨테이너(120)에 분리할 특정 입자를 포함한 수용액을 공급한다.

공급되는 수용액은 중력에 의해 가라앉게 되며, 전극(131)의 경사도에 따라 전극(131)의 전극 면을 따라 이동을 하게 되는 데, 이때 특정 입자의 유전 특성에 따라 일부 입자는 편향하게 되고, 나머지 입자는 전극과 전극 사이의 틈새로 빠져나게 된다. 이로써 특정 입자의 비 특정 입자를 분리하게 된다.

또한, 상기와 같은 유전 영동을 이용하면서 동시에 전극과 전극 사이의 틈새를 다양하게 변화시킴으로써, 입자 크기에 따른 필터 역할을 할 수 있도록 한다.

여기서 전극과 전극 사이의 틈새는 1차적으로 제품화 시 전극 간의 틈새를 미리 결정하여 어레이 전극을 배열하는 방법과, 2차적으로 전압 및 주파수를 조절하는 방법을 이용하여 틈새를 가변시키게 된다.

도 4는 입자 크기와 유전 특성에 따라 세포의 분리가 동시에 가능한 것을 보인 원리도로서, 여기서 소형 입자(181)는 크기가 작고 유전특성이 없는 입자를 의미하고, 중간 입자(182)는 크기가 중간이고 유전특성이 미비한 입자를 의미하며, 대형 입자(183)는 크기가 크고 유전특성이 큰 입자를 의미한다.

유전특성은 물질마다 미리 정해진 특성으로서, 본 발명에서 실험에 적용한 입자(Polystylene Bead)와 수용액(Buffer)의 특성은 다음과 같다.

- Polystylene Bead -

유전율(Permittivity) : 1

전도성(Conductivity) : 2e-4 s/m

밀도 : 1,050kg/m³

크기(Size) : 25㎛

- Buffer -

유전율(Permittivity) : 78

전도성(Conductivity) : 0.02 s/m

밀도 : 999kg/m³

점도(Viscosity) : 1e-3kg/ms

이러한 과정을 통해 분리된 입자들은 입자별로 경로 분리기(150)를 통해 분리되어 이동하게 된다. 경로 분리기(150)는 분리된 입자를 입자별로 특정 경로로 흐르게 하는 역할을 하는 것으로서, 일반적으로 관이라 생각하면 된다.

여기서 경로 분리기(150)는 하부에 배출구(151)를 구비하고, 경로 분리된 입자를 배출시킴으로써, 입자의 흐름을 조절할 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 상기와 같은 본 발명을 시뮬레이션한 결과를 보인 것으 로서, 도 5a에 도시한 바와 같이, 전극에서 생성되는 비균일 전기장에 의해 입자의 유전특성별로 편향이 일어나 전극과 전극 사이로 빠져나가지 못하고 방향을 바꿔서(편향) 나가는 것을 볼 수 있다.

도 5b는 전극에 전압 및 주파수를 인가하지 않았을 때, 전극의 틈새로 세포들이 자신의 무게에 의해 중력방향으로 빠져나가는 것을 보여주는 결과이며, 도 5c는 실제로 25㎛ 크기의 입자를 로딩했을 때 전극 주변에서 발생하는 전기장을 수치화한 결과이며, 도 5d는 실제로 25㎛ 크기의 입자를 로딩했을 때, 전극 주변에서 입자가 경험하게 되는 DEP field를 수치화한 결과이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시 예를 이용하여 실제 실험한 결과를 나타낸 것이다.

도 6a는 전극에 전압 및 주파수를 인가하지 않은 상태로서, 전극의 틈새로 세포들이 자신의 무게에 의해 중력방향으로 빠져나가는 것을 알 수 있다.

도 6b는 전극에 전압 및 주파수를 인가한 경우(전압 3V, 주파수 40MHz(사인파)에는 Negative Dep force를 받은 입자들이 전극으로 내려오지 않고 편향되어 가는 것을 알 수 있다. 도 6b에서 화살표는 편향된 입자가 전극 틈새로 들어오지 못하는 공간을 표시한 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 "고속 입자분리 방법"을 보인 흐름도로서, S는 단계(Step)를 나타낸다.

어레이 전극의 각도를 조절하여 입자 이동속도를 조절하는 단계(S100)와; 분리할 입자 특성에 따라 어레이 전극에 전압 및 주파수를 인가하여 비 균일 전기장 을 형성하고, 가상의 전극간 거리를 형성하는 단계(S200, S300)와; 상기 분리할 입자를 포함한 수용액을 투입하는 단계(S400)와; 입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만을 편향시켜 고속으로 입자를 분리하는 단계(S500) 및 상기 고속으로 분리한 입자를 입자별로 이동 경로를 달리 설정하는 단계(S600)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 고속 입자분리 방법은, 기본적으로 전극 간의 거리(틈새)를 설정하여 양극과 음극이 교차하며 직렬 또는 병렬로 배치된 어레이 전극을 설치한 상태에서, 각도 조절기를 통해 어레이 전극의 각도를 임의로 조절하여 입자의 이동 속도를 조절(설정)한다(단계 S100). 여기서 입자의 이동 속도 조절은 처음에 설정해 놓을 수도 있으며, 입자를 분리하는 도중에 필요에 따라 입자 이동 속도를 조절하는 것도 가능하다.

다음으로, 분리할 입자 특성에 따라 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 인가한다(단계 S200). 여기서 인가하는 전압 및 주파수는 분리할 입자 특성(예를 들어, 입자 크기나 유전특성)을 고려하여 설정하는 것이 바람직하며, 각각의 전극에 인가되는 전압 및 주파수는 동일하거나 필요에 따라 달리할 수도 있다.

어레이 전극에 특정 주파수를 갖는 전압이 인가되면, 주지한 바와 같이 전극 주변으로 비균일 전기장이 형성되고, 이러한 비균일 전기장의 크기에 따라 가상의 전극간 거리가 형성된다(단계 S300).

이후 분리할 입자를 포함한 수용액을 투입하게 되면(단계 S400), 입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만이 편향되고 비 특정 입자는 전극과 전극 사이의 틈새로 중력에 의해 빠져나게 된다(단계 S500).

이후 상기 입자 크기와 유전특성에 따라 분리된 입자들을 입자별로 이동 경로를 달리 설정하여 이동시키게 된다(단계 S600).

이러한 방법으로 입자를 분리함으로써, 다량의 수용액으로부터 특정 입자를 고속으로 분리할 수 있으므로, 입자 분리의 효율성이 높을 뿐만 아니라, 세포 분리일 경우 생존능력에도 나쁜 영향을 미치지 않으면서 세포 분리가 가능해지는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 고속 입자분리 시스템의 개략 구성도.

도 2는 본 발명에서 DEP힘에 의한 특정 입자 편향 원리를 설명하기 위한 원리도.

도 3a 내지 도 3c는 전극에 인가되는 전압 및 주파수와 입자 편향 거리와의 관계도.

도 4는 본 발명에서 입자 크기와 유전특성에 따른 입자 분리 방법을 보인 예시도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에서 시뮬레이션 결과도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시 예의 실험 결과도.

도 7은 본 발명에 따른 고속 입자분리 방법을 보인 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100… 고속 입자분리 시스템

120… 수용액 컨테이너

130… 입자 분리 수단

131… 어레이 전극

140… 각도 조절기

150… 경로 분리기

160… 커버

170… 제어수단

Claims (22)

1. 입자를 분리하기 위한 시스템에 있어서,

   다수의 전극이 간격을 갖고 배열되며, 비 균일 전기장 내에서 입자의 크기 및 유전특성에 따라 동시에 특정 입자를 편향시켜 다량의 입자들을 고속 분리하는 어레이 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 어레이 전극은 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 외팔보 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 어레이 전극은 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 브릿지 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 전극은 동일 간격 또는 다양한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 다수의 전극은 직렬 또는 병렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 어레이 전극은 전극 간의 간격 조정을 통해 입자를 크기별로 분리가능한 것을 특징으로 하는 고속 입자 분리시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 어레이 전극은 전극마다 인가 전원을 달리하여 입자의 유전율과 전도성에 따라 입자의 편향을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 어레이 전극은 각각의 전극의 전극 길이와 면적 및 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 어레이 전극은 각각의 전극의 전극 길이와 면적 및 형상이 서로 다른 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
10. 제1항에 있어서, 분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너와; 상기 어레이 전극의 각도를 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하는 각도 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
11. 제1항에 있어서, 분리할 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 입자 분리 수단의 어레이 전극 각각에 전압 및 주파수를 동일 또는 가변적으로 공급하는 제어수단과;

    상기 어레이 전극에 의해 분리된 입자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 경로 분리기는 분리된 입자의 배출을 통해 고속으로 입자를 이동시키기 위해 하단에 배출구를 구비한 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
13. 입자를 분리하기 위한 시스템에 있어서,

    분리하고자 하는 특정 입자가 포함된 수용액이 담긴 수용액 컨테이너와;

    다수의 전극이 간격을 갖고 배열되며, 비 균일 전기장 내에서 입자의 크기 및 유전특성에 따라 동시에 특정 입자를 편향시켜 다량의 입자들을 고속 분리하는 어레이 전극과;

    상기 어레이 전극에 의해 분리된 입자들의 이동 경로를 설정해주는 경로 분리기와;

    상기 특정 입자의 크기와 유전특성을 고려하여 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 가변적으로 공급하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 어레이 전극은 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 외팔보 또는 브릿지 형태로 배치되며, 전극 간의 간격 조정을 통해 입자를 크기별로 분리가능하고, 전극마다 인가 전원을 동일 또는 달리하여 입자의 유전율과 전도성에 따라 입자의 편향을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
15. 제13항에 있어서, 상기 어레이 전극의 각도를 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하는 각도 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 시스템.
16. 어레이 전극을 이용하여 입자를 분리하기 위한 방법에 있어서,

    분리할 입자 특성에 따라 상기 어레이 전극에 전압 및 주파수를 가변적으로 인가하여 비 균일 전기장과 가상의 전극간 거리를 형성하고, 입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만을 편향시켜 고속으로 입자를 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 어레이 전극은 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 외팔보 또는 브릿지 형태로 배치되며, 전극 간의 간격 조정을 통해 입자를 크기별로 분리가능하고, 전극마다 공급 전원을 달리하여 입자의 유전율과 전도성에 따라 입자의 편향을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
18. 어레이 전극을 이용하여 입자를 분리하기 위한 방법에 있어서,

    분리할 입자 특성에 따라 어레이 전극에 전압 및 주파수를 인가하여 비 균일 전기장을 형성하고, 가상의 전극간 거리를 형성하는 제1단계와;

    상기 분리할 입자를 포함한 수용액을 투입하는 제2단계와;

    입자 크기와 유전특성에 따라 특정 입자만을 편향시켜 고속으로 입자를 분리하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 어레이 전극은 중력 방향으로 이동하는 입자의 경로에 외팔보 또는 브릿지 형태로 배치되며, 전극 간의 간격 조정을 통해 입자를 크기별로 분리가능하고, 전극마다 공급 전원을 달리하여 입자의 유전율과 전도성에 따라 입자의 편향을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
20. 제18항에 있어서, 상기 제1단계는 분리할 입자 특성에 따라 전압 및 주파수의 조절을 통해 비 균일 전기장에 의한 특정 입자 편향 구역을 가변시키는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
21. 제18항에 있어서, 상기 고속으로 분리한 입자를 입자별로 이동 경로를 달리 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.
22. 제18항에 있어서, 상기 어레이 전극의 각도를 조절하여 입자의 이동 속도를 조절하는 각도 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 입자분리 방법.

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