KR20100077991A - Apparatus for separating sample by using microchip and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for isolating sample using a microchip are provided to detect sample of low concentration in an excellent separation performance and sensitivity. CONSTITUTION: An apparatus for isolating sample using a microchip comprises: a microchip(100) having a channel(102); a buffer solution(110) storage unit placed at the upper end of channel of the microchip; and a capillary tip(104) which is processed by tapering in an infection needle. A hydrophilic cation polymer is coated with other surface charge on the inner wall of channel and capillary. The channel is coated with a weak hydrophilic cation polymer solution having low charge density. The weak hydrophilic cation polymer solution is polydiallylammonium chloride or N-octadecyldimethyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride.

Description

마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR SEPARATING SAMPLE BY USING MICROCHIP AND METHOD THEREOF}Sample separation device using microchip and its method {APPARATUS FOR SEPARATING SAMPLE BY USING MICROCHIP AND METHOD THEREOF}

본 발명은 시료를 분리하여 분석하는 기술에 관한 것으로서, 특히 플라스틱이나 유리 등 다양한 재료로 만들어진 랩온어칩(lab-on-a-chip)을 이용한 극미량시료의 분석을 위하여 물과 섞이지 않는 이온성 액체를 사용하여 확산이 없이 분절 샘플링 된 극미량 시료의 분리를 수행하는데 적합한 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for separating and analyzing a sample, and in particular, an ionic liquid that is not mixed with water for the analysis of a trace amount sample using a lab-on-a-chip made of various materials such as plastic or glass. The present invention relates to a sample separation device and method using a microchip suitable for carrying out the separation of the microscopically sampled sample without diffusion using.

과학기술의 발전으로 극미량 분석이 가능해지면서 극소부피의 시료나 시약들을 다루는 기술에 대한 연구가 늘어나고 있다. 최근 합성화학과 생명과학의 발전으로 신약개발이나 진단 등의 분야에서 분석해야 하는 표적물질의 증가를 가져오게 되었고, 이에 따라 고가의 시약이나 시료를 다량으로 필요로 하게 되어 극미량 분석을 통한 비용의 절감에 대한 필요성이 높아지고 있다. 특히 단세포 및 단분자 등 바이오시료 분석에서는 극소부피의 시료취급을 전제로 하기 때문에 이에 대응되는 시료채취 및 그 분리방법들이 필요로 하게 되었다. Advances in science and technology allow for the analysis of trace amounts, increasing the research on techniques for handling very small volumes of samples or reagents. Recent advances in synthetic chemistry and life sciences have led to an increase in target materials that need to be analyzed in areas such as new drug development and diagnostics.As a result, a large amount of expensive reagents or samples are required. The need for it is increasing. In particular, in the analysis of biosamples such as single cells and single molecules, it is assumed that the handling of samples with very small volume requires sampling and separation methods corresponding thereto.

이에 다양한 극미량 시료 분석 기술 중 랩온어칩 기술은 바이오 분석에서 극미량의 시료나 시약을 다루는 일에서 탁월한 특징을 가진다. 랩온어칩은 반도체 분야에서 널리 사용되는 사진 석판인쇄(photolithography) 기술이나 미세가공기술(micromachining)을 이용하여 수 cm2 크기의 칩 위에 여러 가지 장치들을 집적시킨 화학 마이크로프로세서이다. Accordingly, Lab-on-a-Chip technology among various trace sample analysis technologies has excellent characteristics in dealing with trace samples or reagents in bio analysis. Lab-on-a-chip is a chemical microprocessor that integrates devices on a few cm 2 chip using photolithography or micromachining technology, which is widely used in the semiconductor field.

이러한 랩온어칩은 주로 유리, 실리콘, 플라스틱 기판 위에서 구현이 되는데 초기에는 유리를 이용한 칩이 많이 만들어 졌다. 그러나 최근에는 재현성 있고 표준화된 칩을 대량으로 생산하기에 적합한 플라스틱 칩으로의 전환이 빠르게 진행되고 있다. 플라스틱 칩에 사용되는 물질로는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타아크릴레이 (poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등의 고분자 물질들이 사용되며, 그 중에서도 PDMS는 광학적 투과성이 우수하고 성형하기 쉬운 장점으로 가장 많이 사용하는 플라스틱 재료이다.These lab-on-a-chips are mainly implemented on glass, silicon, and plastic substrates. Initially, many chips using glass were made. Recently, however, the transition to plastic chips suitable for mass production of reproducible, standardized chips is fast progressing. Polymer materials such as poly (dimethylsiloxane), polymethyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate (PC) are used as materials used in plastic chips. Among them, PDMS is the most commonly used plastic material because of its excellent optical transmittance and easy molding.

또한 랩온어칩은 고속, 고효율, 저비용의 자동화된 실험이 가능하며 유기 합성, 약품(drug) 및 신 촉매 검진(screening), 화학물의 고속 분리 및 분석, 환경 모니터링, 의약 물질의 분석, 군사 용도의 개발 등 그 응용범위가 넓어지고 있다. 그 중에서 가장 널리 이용되는 용도는 화합물/의약 물질의 고속/고성능 분리 및 분석이다. 분리 실험에서 중요한 점은 분리 효율을 높이는 것이며, 이는 주입된 샘플 플러그(sample plug)의 모양에 따라 많은 영향을 받는다. 그러므로 시료의 주입은 분리/분석에서 매우 중요한 과정 중 하나이다. 더욱이 최근에는 생명과학의 연구에서 살아 있는 단세포분석에 대한 연구도 많이 이루어지고 있기 때문에 sub-pL/fL의 부피까지도 분석할 수 있어야 한다.Lab-on-a-Chip also enables automated, high-speed, high-efficiency, low-cost automated experiments, including organic synthesis, drug and new catalyst screening, high-speed separation and analysis of chemicals, environmental monitoring, analysis of pharmaceuticals, and military applications. Its application range is expanding. Among the most widely used applications are high speed / high performance separation and analysis of compounds / medical substances. An important point in the separation experiment is to increase the separation efficiency, which is strongly influenced by the shape of the injected sample plug. Therefore, sample injection is one of the most important processes in separation / analysis. In addition, in recent years, many studies on living single cell analysis have been conducted in the life sciences, so it is necessary to analyze the volume of sub-pL / fL.

랩온어칩 채널 내로 극미량의 시료를 주입하는 기존 방법에는 전기장을 이용하는 방법 및 압력을 이용하여 극미량의 시료를 분리채널(separation channel)로 주입하는 방법이 있다. 전기장을 이용하는 방법은, 용액이 채워진 미세한 채널 양단에 전압을 걸어 용액의 흐름을 제어하고, 미세채널의 기하학(geometry)을 이용하여 시료를 주입하는 방법으로 칩 상에서 모세관(capillary) 전기영동을 이용한 분리/분석을 수행할 수 있고, 이러한 방법들이 현재 가장 보편적으로 사용되고 있다.Conventional methods of injecting a very small amount of sample into a lab-on-a-chip channel include a method using an electric field and a method of injecting a very small amount of sample into a separation channel using pressure. The method using an electric field is controlled by applying a voltage across a fine channel filled with a solution to control the flow of the solution, and injecting a sample using the microchannel geometry to separate the capillary electrophoresis on a chip. Can perform analysis, and these methods are most commonly used today.

다만, 전기장을 이용한 방법은 용액을 흘려주면서 일정량만 분리채널로 흘려보내는 방법이므로 시료의 낭비가 매우 많아 비경제적이고, 유체를 조작하기 위한 장치들이 복잡하다는 단점이 있으며, 극미량의 단일생체세포내의 성분분석에는 적합하지 않다. 압력을 이용하는 방법은 단일생체세포내의 성분분석에는 적용할 수 있으나, 마이크로 사이즈의 채널크기 때문에 엄청난 압력을 필요로 한다. 또한 이러한 압력시스템의 구축은 마이크로칩 모세관 전기영동으로의 응용에 한계가 있다.However, the method using the electric field is a method of flowing only a certain amount to the separation channel while flowing the solution, so it is very expensive to waste the sample, and the device for manipulating the fluid is complicated. Not suitable for The method using pressure can be applied to the component analysis in single-cell cells, but it requires enormous pressure because of the micro-sized channel size. In addition, the construction of such a pressure system is limited to the application to microchip capillary electrophoresis.

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 랩온어칩 채널 내로 극미량의 시료를 주입하는 방법에 있어서는, 극미량 시료의 분석에는 적합하지 않을 뿐만 아니라, 낮은 농도의 극미량 시료의 경우에는 시료의 확산으로 신호가 노이즈에 가리는 문제점을 해결할 수 없었다.In the method of injecting a very small amount of sample into the lab-on-a-chip channel according to the prior art operating as described above, it is not suitable for the analysis of the very small amount of sample. The problem covered by noise could not be solved.

이에 본 발명은, 물에 섞이지 않는 이온성 액체로 분절된 시료를 우수한 분리성능과 높은 이론단수 값을 나타내도록 마이크로칩 상에서 전기 이동법으로 분리/검출을 수행할 수 있는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치 및 그 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a sample separation device using a microchip capable of performing separation / detection on a microchip by electrophoresis so as to show a sample separated into an ionic liquid which is not mixed with water to have excellent separation performance and high theoretical singular value. And a method thereof.

또한 본 발명은, 소수성 이온성 액체를 이용하여 분절채취 된 시료로 마이크로칩을 이용한 전기이동분석을 위하여, 마이크로 칩의 채널과 시료 주입 모세관 팁의 내벽을 서로 다른 재료로 코팅하여 주입부분에서 분절 상태를 계속 유지할 수 있도록 하고, 분리채널이 시작되는 기점에서 시료가 이온성 액체에서 분리되어 시료주입이 완성되도록 할 수 있는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치 및 그 방법을 제공한다.In addition, the present invention, for electrophoretic analysis using a microchip with a sample sampled using a hydrophobic ionic liquid, by coating the channel of the microchip and the inner wall of the sample injection capillary tip with a different material to the segmentation state at the injection portion The present invention provides a sample separation device and method using a microchip that can maintain the sample and the sample is separated from the ionic liquid at the beginning of the separation channel to complete the sample injection.

또한 본 발명은, 소수성 이온성 액체로 분절 주입된 극미량 시료를 분리하기 위하여 두 가지 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머(Cationic polymer)를 각각 시료채취 모세관 팁과 분리채널에 코팅한 후 인터페이싱 함으로써, 시료채취 후 동일한 칩에서 시료주입이 이루어지고 곧바로 효과적으로 분리할 수 있게 디자인할 수 있는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치 및 그 방법을 제공한다.In addition, the present invention, in order to separate the trace amount sample injected into the hydrophobic ionic liquid, the two different surface charge and hydrophilic cationic polymer (Cationic polymer) is coated on the sampling capillary tip and the separation channel, respectively, and then interfaced The present invention provides a sample separation device and method using a microchip that can be designed to be effectively separated immediately after sample injection is performed on the same chip after sampling.

본 발명의 일 실시예 장치는, 채널이 형성되어 있으며, 상기 채널의 한쪽 끝에 완충용액 저장소를 포함하는 마이크로칩과, 모세관이 형성된 봉의 한쪽 끝 부분이 주사 바늘 모양으로 테이퍼링 가공된 모세관 팁을 포함하며, 상기 채널 및 상기 모세관의 내벽에 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머가 각각 코팅되고, 상기 마이크로칩과 모세관 팁이 서로 인터페이싱 되어 전기장으로 물에 섞이지 않는 소수성 액체와, 시료의 상 분리 및 분절 시료의 분리가 수행된다.In one embodiment of the present invention, a device includes a microchip including a buffer reservoir at one end of the channel, and a capillary tip tapered in the shape of an injection needle at one end of the capillary-shaped rod. And a cationic polymer having different surface charges and hydrophilicity is coated on the channel and the inner wall of the capillary, respectively, and the microchip and the capillary tip are interfaced with each other, and the hydrophobic liquid is not mixed with water by an electric field. Separation of the segment sample is performed.

본 발명의 일 실시예 방법은, 채널이 형성되어 있으며, 상기 채널의 한쪽 끝에 완충용액 저장소를 포함하는 마이크로칩과, 모세관이 형성된 봉의 한쪽 끝 부분이 주사 바늘 모양으로 테이퍼링 가공된 모세관 팁을 이용한 시료 분리 방법에 있어서, 상기 채널 및 상기 모세관의 내벽에 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머를 각각 코팅하는 과정과, 상기 코팅 완료 후, 상기 마이크로칩과 모세관 팁을 서로 인터페이싱하는 과정과, 상기 인터페이싱된 마이크로칩과 모세관 팁을 이용하여 전기장으로 물에 섞이지 않는 소수성 액체와, 시료의 상 분리 및 분절 시료의 분리를 수행하는 과정을 포함한다.In one embodiment of the present invention, a sample is formed using a microchip including a buffer reservoir at one end of the channel and a capillary tip tapered at one end of a rod formed with a capillary tube in the shape of a needle. In the separation method, the process of coating the cationic polymer having different surface charge and hydrophilicity on the inner wall of the channel and the capillary, respectively, after the completion of the coating, interfacing the microchip and the capillary tip with each other, Using an interfaced microchip and capillary tip to perform hydrophobic liquids that are not mixed with water by an electric field, and to perform phase separation of the sample and separation of the segmented sample.

본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은, 이온성 액체를 사용하여 분절 채취를 수행하는 시료 분리 장치로 서 랩온어칩을 위한 모세관 전기이동 시스템에 사용될 수 있으며, 시료의 특성에 따른 제한이 없이 다양한 시료의 여러 가지 검출법에 사용될 수 있다. 이는 종래의 검출방법을 변화시키지 않고 그대로 사용 가능하며, 장치가 간단하고 고효율, 고감도로 수행할 수 있게 하는 이점을 제공한다.The present invention can be used in a capillary electrophoresis system for lab-on-a-chip as a sample separation device that performs segment collection using an ionic liquid, and can be used for various detection methods of various samples without limitations on the characteristics of the sample. Can be. This can be used as it is without changing the conventional detection method, and provides the advantage that the device can be performed simply, with high efficiency and high sensitivity.

이러한 본 발명을 통하여 극미량 저 농도의 시료를 좋은 분리 성능과 감도로 검출할 수 있기 때문에 생명과학 연구에서 특히, 단세포 분석과 같은 극소부피의 세포나 세포내 어떤 기관내의 시료의 샘플링에도 적용이 가능하다. 또한 온-칩 유도체화반응을 시간제한 없이 또는 여러 온도에서 진행할 수 있으며, 시료채취 후 시료 저장기능도 할 수 있으므로 분석자에게 시간적인 여유를 가질 수 있게 하므로 칩 얼라인이 필요한 레이저(laser) 혹은 메스(mass) 검출이나, 멀티샘플링(multi-sampling) 등에 유용하게 쓰일 수 있는 효과가 있다.Since the present invention can detect very low concentrations of samples with good separation performance and sensitivity, it can be applied to the sampling of microvolume cells or samples in any organ in the cell, especially in life science research. . In addition, the on-chip derivatization reaction can be carried out without time limitation or at various temperatures, and it can also function as a sample storage function after taking a sample, thereby allowing the analyst to have time to spare. This is useful for mass detection, multi-sampling, and so on.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상 분리, 분절 시료의 마이크로칩 분리분석 방식에 대해 상세히 설명하도록 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, a microchip separation analysis method of phase separation and segment samples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

본 발명은 극미량 시료의 분석을 위해 물에 섞이지 않는 이온성 액체를 이용한 분절채취 방법으로 극미량 낮은 농도의 시료를 손실과 확산 없이 채취하는 방법을 이용한다. 이와 같이 물에 섞이지 않는 이온성 액체를 이용한 분절시료채취 방법은 낮은 농도의 극미량 시료 도입(다중 샘플링 포함), 보관 및 주입에 있어서 탁월한 장점을 가지고 있으나 시료를 감싸고 있는 소수성 이온성 액체로 인하여 분리하는데 어려움이 따를 수 있으므로, 소수성 이온성 액체를 이용하여 분절채취 된 시료의 마이크로칩 전기이동분석을 위하여, 마이크로 칩의 채널과 시료 주입 모세관 팁의 내벽을 서로 다른 재료로 코팅하여 주입부분에서 분절 상태를 계속 유지할 수 있도록 하고, 분리채널이 시작되는 기점에서 시료가 이온성 액체에서 분리되어 시료주입이 완성되도록 하는 것이다.The present invention utilizes a method of collecting a sample having a very low concentration without loss and diffusion as a method of segmentation using an ionic liquid which is not mixed with water for the analysis of a trace amount sample. As such, the method of collecting sample using ionic liquid that is not mixed with water has excellent advantages in introducing low concentration of trace sample (including multiple sampling), storage and injection, but is separated by hydrophobic ionic liquid surrounding the sample. Difficulties can be followed, in order to analyze the microchip electrophoresis of a sample sampled using a hydrophobic ionic liquid, coating the channel of the microchip and the inner wall of the sample injection capillary tip with different materials to This allows the sample to be retained and the sample is separated from the ionic liquid at the beginning of the separation channel to complete the sample injection.

즉, 소수성 이온성 액체로 분절 주입된 극미량 시료를 분리하기 위하여 두 가지 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머를 각각 시료채취 모세관 팁과 분리채널에 코팅한 후 인터페이싱 함으로써, 시료채취 후 동일한 칩에서 시료주입이 이루어지고 곧바로 효과적인 분리를 수행할 수 있도록 디자인하는 것이다.In other words, in order to separate the trace amount sample injected into the hydrophobic ionic liquid, two different surface charges and a hydrophilic cationic polymer are coated on the sampling capillary tip and the separation channel, and then interfaced. As soon as the sample has been injected, it is designed to perform effective separation.

한편, 이온성 액체는 물에 섞이지 않는 소수성 액체로서, 알킬이미다졸륨 또는 N-알킬피리디늄 등의 양이온계 이온성 액체와, 헥사플루오로포스페이트, 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드, 트리플루오로메틸설포네이트 또는 테트라플루오로보레이트 등의 음이온계 액체를 들 수 있다. 또한, 본 발명을 통해 분리 가능한 시료로는, 세포나 조직, 기관 내의 여러 가지 생리활성물질들로서 신경전달물질, DNA, RNA, 단백질, 효소, 대사물질성분, 당류, 무기이온 등이 있으며, 이 외에도 양이 극미량이고 고가인 천연물질 또는 환경분석 시료들도 포함되나 이들로 국한되는 것은 아니다.On the other hand, the ionic liquid is a hydrophobic liquid which is not mixed with water, and cationic ionic liquids such as alkylimidazolium or N-alkylpyridinium, hexafluorophosphate, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, And anionic liquids such as trifluoromethylsulfonate or tetrafluoroborate. In addition, the samples that can be separated through the present invention, as a variety of biologically active substances in cells, tissues, organs, neurotransmitters, DNA, RNA, proteins, enzymes, metabolites, sugars, inorganic ions, etc. Trace amounts and expensive natural materials or environmental analytical samples are also included, but are not limited to these.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로칩 분석을 위한 분절 시료주입 및 분리 장치를 도시한 도면이며, 도 2는 실제 제작된 분절 시료 주입 및 분리 장치의 사진이다.1 is a view showing a segment sample injection and separation device for microchip analysis according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a photograph of the actual sample injection and separation device produced.

도 1을 참조하면, 물에 섞이지 않는 이온성 액체를 이용하여 분절 주입된 시료의 마이크로칩 분리분석을 위한 분절 시료 주입 및 분리 장치로서, 분절 시료 주입 및 분리 장치는 채널(102)이 형성되어 있는 마이크로칩(100)과, 마이크로칩(100) 상단의 채널(102) 끝에 위치한 완충용액 저장소(102)와, 채널의 다른 한쪽 끝에 위치하며, 생체시료를 찌를 수 있게 하기 위하여 주사 바늘 모양의 마이크로파이펫 팁(micropipette tip)으로 제작되어 시료가 도입되는 모세관 팁(104)을 포함한다. 이때, 모세관 팁(104)의 참조번호 106은 분절 주입된 시료이고, 108은 이온성 액체이며, 110은 채널에 담겨져 있는 완충용액이다. Referring to FIG. 1, a segment sample injection and separation device for microchip separation analysis of a sample injected by using an ionic liquid that is not mixed with water, and the segment sample injection and separation device has a channel 102 formed therein. Microchip 100, a buffer reservoir 102 located at the end of the channel 102 on the top of the microchip 100, and a micropipette in the shape of a needle, positioned at the other end of the channel, to allow the biological sample to be pierced And a capillary tip 104 made of a micropipette tip into which a sample is introduced. At this time, reference numeral 106 of the capillary tip 104 is a segment injected sample, 108 is an ionic liquid, 110 is a buffer solution contained in the channel.

이러한 분절 시료 주입 및 분리 장치는 마이크로칩(100)과 모세관 팁(104) 부분의 일체형 혹은 분리형으로 형성될 수 있으며, 마이크로칩(100)은 단일형 혹은 어레이형으로 형성될 수 있다. The segment sample injection and separation device may be formed in one piece or separate type of the microchip 100 and the capillary tip 104, the microchip 100 may be formed in a single or array type.

본 발명의 실시예에서 마이크로 칩(100)은 폴리디메틸실록 산(poly(dimethylsiloxane), PDMS)이나 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 유리, 실리카 등의 재료 중 어느 하나 이상을 선택하여 제작할 수 있으며, 미세 채널을 형성하기 위해 에칭, 몰딩, 프레싱, 기계가공, 레이저 가공 등의 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the microchip 100 may be manufactured by selecting any one or more of materials such as poly (dimethylsiloxane), rubber, silicone rubber, plastic, glass, silica, and the like. Etching, molding, pressing, machining, laser processing, etc. may be used to form the channel.

이에 실제 분리형으로 제작된 시료 분리 장치는 도 2와 같으며. 이러한 시료 분리 장치의 제조 방법을 하기 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The sample separation device manufactured in actual separation type is as shown in FIG. 2. A method of manufacturing the sample separation device will be described in detail with reference to the following drawings.

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로칩과 시료 채취 모세관 팁을 포함하는 시료 분리장치의 제조 공정을 도시한 공정 순서도이다.3A to 3I are process flowcharts illustrating a manufacturing process of a sample separation device including a microchip and a sampling capillary tip according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 3a를 참조하여 마이크로칩의 제조 공정을 살펴보면, 랩온어칩용 마이크로칩 기판을 제작하기 위해서는 먼저, 음성감광층(negative photoregist)(302)을 실리콘웨이퍼(300) 위에 코팅한다. 이때, 실리콘 웨이퍼(300)의 재료로는 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 유리, 실리카 등 중 어느 것이나 사용될 수 있다. 음성감광층(302)은 예를 들어, SU-8(Microchem), AL-217(Aldrich) 또는 KTFR(Kodak) 등이 사용될 수 있다. 코팅 방법으로는 스핀코팅 또는 딥 코팅 등이 있으며, 바람직하게는 스핀코팅이 좋다. 또한, 코팅 횟수에 제한은 없으나 1회 내지 2회가 바람직하다. First, referring to FIG. 3A, a microchip manufacturing process is performed. In order to manufacture a microchip substrate for a lab-on-a-chip, first, a negative photoregist layer 302 is coated on the silicon wafer 300. At this time, any material of the silicon wafer 300 may be used, such as rubber, silicon-based rubber, plastic, glass, silica. The negative photosensitive layer 302 may be, for example, SU-8 (Microchem), AL-217 (Aldrich) or KTFR (Kodak). Coating methods include spin coating or dip coating, preferably spin coating. In addition, the number of coating is not limited, but is preferably 1 to 2 times.

음성감광층(302)을 실리콘 웨이퍼(300) 위에 코팅한 후, 도 3b에 도시한 바와 같이 그 위에 포토마스크(304)를 덮고 자외선에 노출시켜 노광을 수행한다. 노광한 실리콘웨이퍼를 현상하면, 도 3c에 도시한 바와 같이 원하는 패턴을 가진 양각 틀이 형성된다. After the negative photosensitive layer 302 is coated on the silicon wafer 300, as shown in FIG. 3B, the photomask 304 is covered thereon and exposed to ultraviolet rays to perform exposure. When the exposed silicon wafer is developed, an embossed mold having a desired pattern is formed as shown in Fig. 3C.

이후, 도 3d에 도시한 바와 같이 양각 틀이 형성된 실리콘 웨이퍼(300)에 PDMS 등의 프리폴리머를 도포하여 상판을 캐스팅하고 이를 경화시킨 다음, 실리콘 웨이퍼에서 박리한다. Thereafter, as shown in FIG. 3D, a prepolymer such as PDMS is applied to the silicon wafer 300 having the embossed frame formed thereon, the top plate is cast and cured, and then peeled off from the silicon wafer.

그리고 도 3e에 도시한 바와 같이 복제된 상판을 테슬라코일을 이용하여 형성된 코로나 방전(corona discharge)으로 표면 처리하여 산화한 다음, 도 3f에 도시한 바와 같이 표면이 깨끗하게 세척된 유리판 또는 실리콘웨이퍼 등의 평평한 하판과 접착제로 고정함으로써, 시료주입 팁 홀더가 있는 랩온어칩용 마이크로칩 기판을 완성할 수 있다.Then, as shown in FIG. 3e, the replicated top plate is oxidized by surface treatment with a corona discharge formed using tesla coils, and then, as shown in FIG. By fixing with a flat bottom plate and an adhesive, a microchip substrate for lab-on-a-chip with a sample injection tip holder can be completed.

도 3g를 참조하여 모세관 팁의 제조 공정을 살펴보면, 모세관 팁을 테이퍼링 하기 위하여, 내부에 모세관이 형성된 용융 실리카 재질의 봉에 도 3h에 도시한 바와 같이 마이크로 CO2 레이저 파이펫 풀러(puller)를 이용하여 모세관을 풀링 즉, 테이퍼링한다. 이후 도 3i와 같이 커터를 이용하여 풀링된 모세관을 자르고 마이크로 파이펫 베벨러(beveler)를 이용하여 0.3 μm 알루미나 플레이트로 3시간 동안 연마한다. 이를 통해 얻어진 모세관 팁을 일정한 길이만큼 자르고 각이 진 부분을 부드러운 사포(0.3마이크론)로 갈아준다. Looking at the manufacturing process of the capillary tip with reference to Figure 3g, in order to taper the capillary tip, using a micro CO 2 laser pipette puller (puller) as shown in FIG. The capillary is pulled, ie tapered. Thereafter, the pooled capillary is cut using a cutter as shown in FIG. 3i, and polished with a 0.3 μm alumina plate for 3 hours using a micro pipette beveler. The resulting capillary tip is cut to length and the angled part is ground with a soft sandpaper (0.3 micron).

이후 도 3j에 도시한 바와 같이 도 2f를 통해 생성된 마이크로 칩과 도 3i와 같이 생성된 모세관 팁에 양이온성 폴리머로 내부 코팅을 수행한 후, 마이크로 칩의 홀더와 모세관 팁을 인터페이싱하여 상 분리, 분절 시료주입 랩온어칩 즉, 시료 분리 장치를 형성하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 3J, after the inner coating is performed with a cationic polymer on the microchip generated through FIG. 2F and the capillary tip generated as shown in FIG. 3I, the microchip holder is separated from the capillary tip by interfacing phase separation, A segment sample injection lab-on-a-chip, that is, a sample separation device, is formed.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분리칩 기판과 모세관 팁 사이의 연결부위를 확대한 도면이다.4 is an enlarged view illustrating a connection portion between a separation chip substrate and a capillary tip according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 분리칩 기판과 모세관 팁 사이의 연결부위 즉, 인터페이싱된 부분은 모세관 직경의 80%의 칩의 너비를 가지는 칩에 유기용매를 넣어 채널(102)을 확장한 다음 모세관 팁(106)을 위치시켜 고정함으로써 달성할 수 있다.Referring to FIG. 4, the connecting portion between the separation chip substrate and the capillary tip, that is, the interfaced portion, expands the channel 102 by placing an organic solvent in a chip having a chip width of 80% of the capillary diameter, and then expands the capillary tip ( By positioning and securing 106).

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 실리카 모세관을 테이퍼링(tapering)한 상태를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a silica capillary tube is tapered according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 모세관 팁(104)은 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 금속, 유리 또는 실리카 재질의 것 중 어느 것이나 사용할 수 있으며, 유리 또는 실리카 재질을 사용할 경우에는 이산화탄소 레이저를 이용하여 모세관 끝 부분을 주사 바늘 모양으로 테이퍼링 가공하여 제작할 수 있다. Referring to FIG. 5, the capillary tip 104 may be made of any one of rubber, silicone rubber, plastic, metal, glass, or silica. In the case of using glass or silica, the capillary tip 104 may be formed using a carbon dioxide laser. Can be produced by tapering into a needle shape.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 샘플링 팁과 분리 채널의 내벽을 서로 다른 이온성 폴리머로 코팅한 후의 내벽 구조를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an inner wall structure after coating the inner wall of the sampling tip and the separation channel with different ionic polymers according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 시료 샘플링을 위한 모세관 내벽과 분리를 위한 마이크로 칩(예컨대, PDMS) 채널의 폴리머 코팅 단면도로서, 모세관(606) 내벽과, 마이크로칩(604)의 채널에 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머를 각각 코팅하기 위한 것이다.Referring to FIG. 6, a cross-sectional view of a polymer coating of a capillary inner wall for sample sampling and a microchip (eg PDMS) channel for separation, the surface of the capillary 606 and the channel of the microchip 604 with different surface charges It is for coating each of the cationic polymer having a hydrophilic property.

이를 위해, 시료 샘플링을 위한 모세관(606) 내벽은 높은 하전밀도를 가지는 강 친수성 양이온성 폴리머로 코팅(602)하였고, 분리를 위한 마이크로칩(604) 채널의 내벽은 낮은 하전밀도를 가지는 약 친수성 양이온성 폴리머로 코팅(600)하였다. To this end, the inner wall of the capillary 606 for sample sampling was coated 602 with a strong hydrophilic cationic polymer with high charge density, and the inner wall of the microchip 604 channel for separation was a weak hydrophilic cation with low charge density. It was coated 600 with a polymeric polymer.

이때, 코팅과정은 다음과 같다. 분리칩 기판과 모세관을 각각 0.1M의 NaOH용액으로 20분 동안 씻어준다. 탈양성자화가 완성된 후 깨끗한 3차 증류수로 씻어 주고 0.5% 의 각각의 양이온성 폴리머 용액을 흘려주어 코팅을 진행한다. At this time, the coating process is as follows. The separated chip substrate and the capillary were washed with 0.1 M NaOH solution for 20 minutes. After deprotonation is completed, the solution is washed with clean tertiary distilled water and coated with 0.5% of each cationic polymer solution.

즉, 모세관(606) 내벽은 높은 하전밀도를 가지는 강 친수성 양이온성 폴리머 용액을 흘려주고, 마이크로칩(604)의 채널 내벽은 낮은 하전밀도를 가지는 약 친수성 양이온성 폴리머를 흘려주어 코팅을 수행한다. 이에 각각의 양이온성 폴리머 용액으로 코딩된 모세관(606) 및 마이크로 칩(604)은 1시간동안 방치한 후, 차례로 3차 증류수와 완충용액으로 충분히 씻은 후 사용 대기 한다. That is, the inner wall of the capillary 606 flows a strong hydrophilic cationic polymer solution having a high charge density, and the channel inner wall of the microchip 604 flows a weak hydrophilic cationic polymer having a low charge density to perform coating. Accordingly, the capillary tube 606 and the microchip 604 encoded with the cationic polymer solution are left to stand for 1 hour, and then washed thoroughly with tertiary distilled water and a buffer solution, and then used.

여기서, 강 친수성 양이온성 폴리머를 예로 들면 polyethyleneimine(33% 양이온 하전밀도/질소원자 대 기타 원자 대비)와, polyallyamine(31% 양이온 하전밀도/질소원자 대비) 등이 사용될 수 있으며, 상대적으로 약 친수성 양이온성 폴리머는 polydiallylammonium chloride(11% 양이온 하전밀도/질소원자 대비)와, 상대적으로 긴 탄소체인을 가지는 아미노 씰레인(Aminosilane) 등이 사용될 수 있다.Here, examples of strong hydrophilic cationic polymers include polyethyleneimine (33% cationic charge density / nitrogen vs. other atoms), polyallyamine (31% cationic charge density / nitrogen), and relatively weak hydrophilic cations. The polymer may be polydiallylammonium chloride (11% cation charge density / nitrogen atom), aminosilane having a relatively long carbon chain.

그리고 아미노 씰레인의 (CH2)n 길이가 다른 물질을 선택하면 친수성의 차이가 큰 여러 가지 씰레인을 코팅재료로 이용할 수 있으며, 이들을 각각 모세관 샘플링 팁과 PDMS 분리채널의 코팅재료로서 양이온 고분자물질들을 대체할 수 있다. 구체적으로 예를 들어보면 3-aminopropyltriethoxysilane을 샘플링 모세관 팁의 코팅재료로 사용할 수 있고, N-octadecyldimethyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride 는 긴 탄소 체인을 가지고 있어서 소수성을 띄므로 분리 채널의 코팅재료로 사용할 수 있다.In addition, if the (CH2) n lengths of amino sealants are selected, various sealants with large hydrophilic differences can be used as coating materials.These cationic polymers are used as coating materials for capillary sampling tips and PDMS separation channels, respectively. Can be replaced. Specifically, for example, 3-aminopropyltriethoxysilane can be used as a coating material for sampling capillary tips, and N-octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride has a long carbon chain and is hydrophobic so that it can be used as a coating material for separation channels. Can be used as

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전기장을 이용하여 이온성 액체와 시료를 이송하는 상태를 도시한 도면으로서, 상 분리, 분절된 시료가 전기장을 이용하여 모세관 속에서 상 분리를 유지한 상태로 이동하는 것을 보여주고 있다.FIG. 7 is a view illustrating a state in which an ionic liquid and a sample are transferred using an electric field according to an embodiment of the present invention, in which a phase separated and segmented sample maintains phase separation in a capillary tube using an electric field. It is showing movement.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 시료가 이온성 액체로부터 분리되는 상태를 도시한 도면으로서, 상 분리, 분절된 시료가 이온성 액체에서 수상으로 융합되는 것을 나타낸 사진이며, 이 시점부터 마이크로칩 전기이동분리가 시작되게 된다.FIG. 8 is a view showing a state in which a sample is separated from an ionic liquid according to an embodiment of the present invention. FIG. Electrophoretic separation will begin.

한편, 하기에서는 본 발명을 시험 예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 시험예는 본 발명의 실시예를 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 시험예에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the present invention will be described in more detail by the test examples. However, the following test examples are provided only to more easily understand the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following test examples.

<시험예 1> <Test Example 1>

첫 번째 실험은 랩온어칩을 이용한 다양한 활용 방안으로서, 제작된 시료 분리 장치에서 마이크로 칩으로 상 분리, 분절된 시료를 주입하여 그 성능을 시험해 보았다. 이를 위해 붕소산-수산화나트륨 완충용액(boric buffer)을 전해질로 사용하여 FAD(flavin adenine nucleotide)와 RF(riboflavin)의 분리실험을 진행하였다. The first experiment was a variety of application methods using lab-on-a-chip. The performance of the sample was separated and injected into the microchip from the fabricated sample separation device. For this purpose, a separation experiment of flain adenine nucleotide (FAD) and riboflavin (RF) was conducted using boric acid-sodium hydroxide buffer as a electrolyte.

마이크로칩에 완충용액을 채운 후, 모세관 팁 끝부분을 완충용액에 담근다. 이온성 액체를 이용한 시료의 분절 샘플링을 위해 모세관 팁 끝 부분을 각각 이온성 액체, 완충용액, 이온성 액체 순으로 각각을 도입한다. 샘플링 할 때 저장소(reservoir)에 백금전극을 두고 0.7 kV 전압을 걸어주었다. After filling the microchip with buffer, the tip of the capillary tip is immersed in the buffer. For segmental sampling of samples with ionic liquids, the capillary tip ends are introduced in order of ionic liquid, buffer solution, and ionic liquid, respectively. At the time of sampling, we put a platinum electrode in the reservoir and applied a 0.7 kV voltage.

모세관 팁이 담기는 이온성 액체 혹은 완충용액에는 백금전극을 연결하여 그라운드에 연결하였다. 투명한 액체시료의 샘플링과정을 모니터링하기 위하여 이온 성 액체에 Sudan III시약을 용해시켜 붉은 색을 띄게 고안하였다. 여기서 사용된 이온성 액체는 물에 섞이지 않는 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide이고 모세관 팁 끝 부분의 내경이 10 μm 이며 샘플링 전압은 700V이고 샘플링과 시간은 각각 1s이다. 분리전압은 250V/cm이며 검출지점까지의 거리는 2 cm 이다.The ionic liquid or buffer solution containing the capillary tip was connected to the ground by connecting a platinum electrode. To monitor the sampling process of clear liquid samples, the Sudan III reagent was dissolved in an ionic liquid and designed to be red. The ionic liquid used here is 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, which is insoluble in water, has an inner diameter of 10 μm at the tip of the capillary tip, a sampling voltage of 700 V, and a sampling and time of 1 s. The separation voltage is 250 V / cm and the distance to the detection point is 2 cm.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두 가지 형광체를 분리한 electropherogram을 도시한 도면으로서, 이와 같은 시료 분리 장치에 리보플라빈과 FAD를 시료로 상 분리, 분절 샘플링한 후 분리칩에서 분리한 결과를 나타내고 있다. 9 is a diagram illustrating an electropherogram in which two phosphors are separated according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 illustrates riboflavin and FAD as a sample in the sample separation device, and the sample is separated from the separation chip. have.

<시험예 2> <Test Example 2>

두 번째 실험은 랩온어칩을 이용하여 모세관 속에서의 유도체화반응을 진행하기 위하여 위와 같이 이온성 액체를 주입한 후 0.1mM 단백질과 유도체화 시약(1 mM naphthalenedialdehyde, 1mM 2-mecaptoethanol)을 각각 1kV하에서 1초 동안 주입하였다. 분리전압은 250V/cm이며 검출점까지의 거리는 2 cm 이다.In the second experiment, in order to proceed with the derivatization reaction in capillary tube using Lab-on-a-chip, 0.1mM protein and 1mV derivatization reagent (1 mM naphthalenedialdehyde, 1mM 2-mecaptoethanol) were injected, respectively. Injection for 1 second under The separation voltage is 250 V / cm and the distance to the detection point is 2 cm.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 세가지 단백질의 형광표기 후의 electropherogram을 도시한 도면으로서, 모세관 팁 상에서 미오글로빈(myoglobin), 시토크롬 c(cytochrome c), 리소짐(lysozyme)의 on-chip 형광유도체화반응을 거친 후 분리하여 확인한 결과이다. 분절 도입된 시료(또는 반응물, 생성물)는 작은 부피 내에서의 빠른 확산 작용 때문에 서로 섞여 반응하게 되게 된다. 이는 작은 부피의 유도체화 반응에 아주 유리하다. FIG. 10 is a diagram showing electropherograms after fluorescence of three proteins according to an embodiment of the present invention, on-chip fluorescence derivatization of myoglobin, cytochrome c, and lysozyme on capillary tips. FIG. After the reaction, separated and confirmed. Segmentally introduced samples (or reactants, products) will react with each other due to their fast diffusion in small volumes. This is very advantageous for small volume derivatization reactions.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 물에 섞이지 않는 이온성 액체를 이용하 여 분절채취 된 시료의 마이크로칩 전기이동분석을 위하여, 마이크로 칩과 시료 주입 모세관 팁의 내벽을 서로 다른 재료로 코팅하여 주입부분에서 분절상태를 계속 유지할 수 있도록 하고, 분리채널이 시작되는 기점에서 시료가 이온성 액체에서 분리되어 시료주입이 완성되도록 한다.As described above, the present invention provides a microchip electrophoretic analysis of a sample sampled using an ionic liquid which is not mixed with water. The segmentation state is maintained and the sample is separated from the ionic liquid at the beginning of the separation channel to complete the sample injection.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이온성 액체로 분절채취 된 시료의 분리 장치를 도시한 도면, 1 is a view showing a separation device of a sample sampled with an ionic liquid according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 시료주입 장치를 도시한 사진,Figure 2 is a photograph showing a sample injection device manufactured according to an embodiment of the present invention,

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로칩과 시료 채취 모세관 팁을 포함하는 분리장치의 제조 공정을 도시한 공정 순서도,3A to 3I are process flowcharts illustrating a manufacturing process of a separation device including a microchip and a sampling capillary tip according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분리칩 기판과 모세관 팁 사이의 연결부위를 확대한 도면, 4 is an enlarged view of a connection portion between a separation chip substrate and a capillary tip according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 실리카 모세관을 데이퍼링(tapering)한 상태를 도시한 도면,5 is a view showing a state taping the silica capillary (tapering) according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 샘플링 팁과 분리 채널의 내벽을 서로 다른 이온성 폴리머로 코팅한 후의 내벽 구조를 도시한 도면, 6 is a view showing an inner wall structure after coating the inner wall of the sampling tip and the separation channel with different ionic polymers according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 전기장을 이용하여 이온성 액체와 시료를 이송하는 상태를 도시한 도면,7 is a view illustrating a state in which an ionic liquid and a sample are transferred using an electric field according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 시료가 이온성 액체로부터 분리되는 상태를 도시한 도면, 8 is a view showing a state in which a sample is separated from an ionic liquid according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두가지 형광체를 분리한 electropherogram을 도시한 도면,9 is a diagram showing an electropherogram separating two phosphors according to an embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 세가지 단백질의 형광표기 후의 electropherogram을 도시한 도면.10 is a diagram showing an electropherogram after fluorescence labeling of three proteins according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치에 있어서,In the sample separation device using a microchip, 채널이 형성되어 있으며, 상기 채널의 한쪽 끝에 완충용액 저장소를 포함하는 마이크로칩과,A microchip in which a channel is formed, the microchip including a buffer reservoir at one end of the channel, 모세관이 형성된 봉의 한쪽 끝 부분이 주사 바늘 모양으로 테이퍼링 가공된 모세관 팁을 포함하며,One end of the capillary-shaped rod includes a capillary tip tapered in the shape of a needle, 상기 채널 및 상기 모세관의 내벽에 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머가 각각 코팅되고, 상기 마이크로칩과 모세관 팁이 서로 인터페이싱되어 전기장으로 물에 섞이지 않는 소수성 액체와, 시료의 상 분리 및 분절 시료의 분리가 수행되는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.The channel and the inner wall of the capillary are coated with a cationic polymer having different surface charges and hydrophilicities, respectively, and the microchip and the capillary tip are interfacing with each other, and the hydrophobic liquid is not mixed with water by an electric field. A sample separation device using a microchip in which separation of a sample is performed. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 채널은,The channel is, 낮은 하전밀도를 가지는 약 친수성 양이온성 폴리머 용액으로 코팅된 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.A sample separation device using a microchip, characterized in that the coating is coated with a weakly hydrophilic cationic polymer solution having a low charge density. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 약 친수성 양이온성 폴리머 용액은,The weak hydrophilic cationic polymer solution, polydiallylammonium chloride, N-octadecyldimethyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride 중에서 선택된 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.A sample separation device using a microchip, characterized in that formed from polydiallylammonium chloride, N-octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 모세관은,The capillary is, 높은 하전밀도를 가지는 강 친수성 양이온성 폴리머 용액으로 코팅된 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.A sample separation device using a microchip, characterized in that the coating is coated with a strong hydrophilic cationic polymer solution having a high charge density. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 강 친수성 양이온성 폴리머 용액은,The strong hydrophilic cationic polymer solution, polyethyleneimine, polyallyamine, 3-aminopropyltriethoxysilane 중에서 선택된 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.Sample separation device using a microchip, characterized in that formed of polyethyleneimine, polyallyamine, 3-aminopropyltriethoxysilane. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마이크로 칩은,The microchip, 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane)), 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 유리 및 실리카 중에서 선택하여 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.Sample separation apparatus using a microchip, characterized in that formed by selecting from poly (dimethylsiloxane), rubber, silicone rubber, plastic, glass and silica. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 모세관 팁은,The capillary tip is, 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 금속, 유리 및 실리카 중에서 선택된 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.Sample separation device using a microchip, characterized in that formed of a material selected from rubber, silicon rubber, plastic, metal, glass and silica. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소수성 액체는 이온성 액체인 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.The hydrophobic liquid is a sample separation device using a microchip, characterized in that the ionic liquid. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온성 액체는, The ionic liquid, 알킬이미다졸륨 또는 N-알킬피리디늄의 양이온계 이온성 액체와, 헥사플루오 로포스페이트, 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드, 트리플루오로메틸설포네이트, 테트라플루오로보레이트의 음이온계 액체 중에서 선택된 액체인 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 장치.Cationic ionic liquids of alkylimidazolium or N-alkylpyridinium and anionic liquids of hexafluorophosphate, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, trifluoromethylsulfonate, tetrafluoroborate Sample separation apparatus using a microchip, characterized in that the liquid selected from. 채널이 형성되어 있으며, 상기 채널의 한쪽 끝에 완충용액 저장소를 포함하는 마이크로칩과, 모세관이 형성된 봉의 한쪽 끝 부분이 주사 바늘 모양으로 테이퍼링 가공된 모세관 팁을 이용한 시료 분리 방법에 있어서,In the sample separation method using a microchip including a buffer reservoir is formed at one end of the channel, and a capillary tip tapered in the shape of a needle in one end of the rod formed capillary, 상기 채널 및 상기 모세관의 내벽에 서로 다른 표면전하와 친수성을 가지는 양이온성 폴리머를 각각 코팅하는 과정과,Coating cationic polymers having different surface charges and hydrophilicity on the inner wall of the channel and the capillary; 상기 코팅 완료 후, 상기 마이크로칩과 모세관 팁을 서로 인터페이싱하는 과정과,After the coating is completed, interfacing the microchip and the capillary tip with each other, 상기 인터페이싱된 마이크로칩과 모세관 팁을 이용하여 전기장으로 물에 섞이지 않는 소수성 액체와, 시료의 상 분리 및 분절 시료의 분리를 수행하는 과정A process of performing phase separation of a sample and separation of a segmented sample from a hydrophobic liquid which is not mixed with water by an electric field using the interfaced microchip and capillary tip 을 포함하는 마이크로칩을 이용한 시료 분리 방법.Sample separation method using a microchip comprising a. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 채널은,The channel is, 낮은 하전밀도를 가지는 약 친수성 양이온성 폴리머 용액으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.A sample separation method using a microchip, characterized by coating with a weakly hydrophilic cationic polymer solution having a low charge density. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 약 친수성 양이온성 폴리머 용액은,The weak hydrophilic cationic polymer solution, polydiallylammonium chloride, N-octadecyldimethyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride 중에서 선택된 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.A method for separating samples using a microchip, characterized in that formed from polydiallylammonium chloride, N-octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 모세관은,The capillary is, 높은 하전밀도를 가지는 강 친수성 양이온성 폴리머 용액으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법. A sample separation method using a microchip, characterized in that the coating with a strong hydrophilic cationic polymer solution having a high charge density. 제 13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 강 친수성 양이온성 폴리머 용액은,The strong hydrophilic cationic polymer solution, polyethyleneimine, polyallyamine, 3-aminopropyltriethoxysilane 중에서 선택된 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방 법.Sample separation method using a microchip, characterized in that formed of polyethyleneimine, polyallyamine, 3-aminopropyltriethoxysilane. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 마이크로 칩은,The microchip, 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane)), 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 유리 및 실리카 중에서 선택된 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.A sample separation method using a microchip, characterized in that formed of polydimethylsiloxane (poly (dimethylsiloxane)), rubber, silicone rubber, plastic, glass and silica. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 모세관 팁은,The capillary tip is, 고무, 실리콘계 고무, 플라스틱, 금속, 유리 및 실리카 중에서 선택된 재질의 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.A sample separation method using a microchip, characterized in that formed of a material selected from rubber, silicone rubber, plastic, metal, glass and silica. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 소수성 액체는 이온성 액체인 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.The hydrophobic liquid is a sample separation method using a microchip, characterized in that the ionic liquid. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 이온성 액체는, The ionic liquid, 알킬이미다졸륨 또는 N-알킬피리디늄의 양이온계 이온성 액체와, 헥사플루오로포스페이트, 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드, 트리플루오로메틸설포네이트, 테트라플루오로보레이트의 음이온계 액체 중에서 선택된 액체인 것을 특징으로 하는 마이크로 칩을 이용한 시료 분리 방법.Cationic ionic liquids of alkylimidazolium or N-alkylpyridinium and anionic liquids of hexafluorophosphate, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, trifluoromethylsulfonate, tetrafluoroborate Sample separation method using a microchip, characterized in that the liquid selected from.
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