KR20100079045A - 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자 및 미세유체 분석 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세유체 제어소자 및 미세유체 분석 방법에 관한 것으로서, 밀도차영동(pyklinophoresis)이라는 새롭게 규명된 물리적 현상을 이용하여 미세 채널 내에서 밀도구배에 따라 이동하는 미세입자의 움직임과 위치를 분석함으로써 주입되는 유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 연속적으로 분석하고, 미세입자를 크기별로 분리할 수 있는 미세유체 제어소자와 그 방법에 관한 것이다.
밀도차영동, 유체 밀도, 미세입자, 미세유체, 랩온어칩
Description
본 발명은 미세유체 제어소자 및 미세유체 분석 방법에 관한 것으로서, 밀도차영동(pyklinophoresis)이라는 새롭게 규명된 물리적 현상을 이용하여 미세 채널 내에서 밀도구배에 따라 이동하는 미세입자의 움직임과 위치를 분석함으로써 주입되는 유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 연속적으로 분석하고, 미세입자를 크기별로 분리할 수 있는 미세유체 제어소자와 그 방법에 관한 것이다.
현재에 급증하는 바이오 정보는 기존의 실험실 분석 시스템으로는 그 신속한 처리가 어려운 실정이다. 이러한 추세에 따라 생명현상의 규명과 신약 개발 및 진단을 위한 생물학적 검출시스템은 미세 유체 공학(microfluidics)의 기반 위에서 보다 적은 양으로 빠른 시간에 정확하고 편리하게 시료를 분석하기 위한 미세 종합 분석시스템(μ-TAS : micro-Total AnalysisSystem)과 랩온어칩(lab-on-a-chip)의 형태로 발전하고 있다. 분석의 대상이 되는 대부분의 생화학적 시료는 용액상태로 존재하기 때문에 액체 시료를 전달하는 기술이 무엇보다도 중요한 요소라고 할 수 있다.
미세 유체 공학은 바로 이러한 미세 유체의 흐름을 조절하는 연구분야로서, 상기 미세 종합 분석시스템과 랩온어칩의 상용화에 기초가 되는 핵심기술을 연구 개발하는 분야이다. 상기 미세 종합 분석시스템은 다수의 실험 단계들과 반응을 거치는 화학 및 생물학 실험과 분석을, 하나의 실험대 위에 존재하는 하나의 유니트(unit)상에서 종합적으로 구현하는 시스템이다. 이러한 미세 종합 분석 시스템은 시료 채취 영역, 미세 유체 회로, 검출기 및 이들을 제어하는 제어기로 구성된다.
또한, 상기 랩온어칩이란 '칩 속의 실험실' 또는 '칩 위의 실험실'을 의미하는데, 이는 보통 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 소재를 이용하여 나노리터 이하의 미세 채널을 만들고, 이를 통해 수 나노리터에 불과한 적은 양의 액체시료를 이동시켜 기존의 실험이나 연구 과정을 신속하게 수행할 수 있도록 한 것이다. 급증하는 바이오 정보에 대한 분석을 신속하게 수행할 수 있는 상기의 미세 종합 분석시스템 또는 랩온어칩의 구현은 적절한 생체분자분석 방법들과의 결합에 의해 효과적으로 이루어질 수 있다.
최근에 미세유체를 분석할 수 있는 다양한 방법과 소자들이 개발되고 있다. 물질의 고유의 특성 중 밀도는 간단한 분석 방법으로 그 물질의 특성을 분석 할 수 있어서 물질의 반응이나 상태변화, 온도 등을 간접적으로 확인할 수 있는 물리적 상수이다. 이러한 밀도를 미세유체 소자에서 분석 하기위해서 다양한 시도가 있었으나 복잡한 설계 및 제작 그리고 작동방법으로 폭넓게 사용될 수 없는 한계점이 있었다.
종래기술(미국 특허 6,477,901, 2002)은 코리올리(Coriolis effect) 효과를 이용하여 미세공정기술로 제작된 미세 유체 채널이 공명을 일으킬 때 그 채널 내부를 흐르는 유체의 밀도 및 점성에 따른 채널의 움직임의 변화를 측정하여 밀도 분석을 하는 방법이다. 그러나 종래 기술의 구성은 공중에 떠있는 상태에서 공명진동을 일으키는 미세유체 채널을 제작하기 위한 복잡한 공정 단계를 필요로 하고, 그에 따른 다른 미세유체 소자와의 집적화에 걸림돌이 될 수 있는 한계점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 밀도차영동 현상을 이용하여 수 나노리터의 극미량까지 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석할 수 있는 미세유체 제어소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 밀도차영동 현상을 이용하여 미세입자의 크기를 연속적으로 분리하고 분석할 수 있는 미세유체 칩을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 상기 미세유체 제어소자를 이용하여 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 네 번째 과제는 밀도차영동 현상을 이용하여 미세입자를 크기별로 분리하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은 서로 다른 밀도를 갖는 제1유체와 제2유체가 주입되는 제1주입구 및 제2주입구; 상기 제1유체와 제2유체에 의해 이동하게 되는 미세입자들이 주입되는 제3주입구; 상기 주입된 제1유체 및 제2유체와 상기 주입된 미세입자들이 교차하여 이동하는 미세유체 채널; 및 상기 미세유체 채널을 통과한 미세입자들이 배출되는 배출구를 포함하며, 상기 주입된 제1유체 및 제2유체는 상기 미세유체 채널 내부에서 밀도구배를 형성하고, 상기 미세입자들은 상기 유체들에 의해 형성된 밀도구배에 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 밀도차 영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 제1주입구 및 제2주입구는 상하 또는 좌우 대칭으로 구성될 수 있으며, 제3주입구는 제1주입구 또는 제2주입구와 일정한 각도를 갖도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 제1유체, 제2유체 및 상기 미세입자들은 동시에 주입될 수 있으며, 미세입자들은 유체에 분산되어 주입되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 제1유체, 제2유체 및 미세입자들은 미세유체 채널의 중심부 또는 특정 부위로 정렬되어 흐르다가 밀도차영동에 의해 움직이게 된다.
본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 배출부는 미세유체 채널에서 밀도차영동에 의해 진행 경로가 변경된 미세입자들이 배출되도록 미세유체 채널보다 폭이 넓은 것이 바람직하며, 통상 배출부에서 배출된 미세유체의 위치를 측정하여 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석한다.
상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 제1항에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 포함하는 고분자 기판; 및 상기 고분자 기판의 하부에 형성된 유리 기판을 포함하는 미세유체 칩을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 고분자 기판은 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리카보닐레이트, 폴리사이클릭올레핀, 폴리이미드 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자로 이루어질 수 있다.
상기 세 번째 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 이용하여 미세유체 및 미세입자를 분석하는 방법으로서, 밀도가 서로 다른 제1유체 및 제2유체가 미세유체 채널에 주입되어 미세유체 채널 내에서 밀도 구배를 형성하는 단계; 미세입자들이 상기 미세유체 채널에 주입되는 단계; 상기 주입된 미세유체들과 미세입자들이 교차하여 미세유체 채널을 흐르는 단계; 상기 주입된 미세입자들이 미세유체의 밀도 구배에 의해 밀도가 낮은 방향으로 경로를 변경하여 흐르는 단계; 상기 미세유체 채널을 통과하여 배출부로 배출되는 미세입자들의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 분석 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 위치 측정 단계 후에 상기 위치 데이터를 이용하여 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 분석 방법에서 제1주입구 및 제2주입구는 상하 또는 좌우 대칭으로 구성될 수 있다. 또한 제3주입구는 제1주입구 또는 제2주입구와 일정한 각도를 갖도록 경사지게 구성될 수 있는데, 예를 들어, 수직 방향으로 연결될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 분석 방법에서 제1유체, 제2유체 및 미세입자들은 동시에 주입될 수 있으며, 미세입자들은 유체에 분산되어 주입되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 제1유체, 제2유체 및 미세입자들은 미세유체 채널의 중심부 또 는 특정 부위로 정렬되어 흐르다가 밀도차영동에 의해 움직이게 된다.
본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 배출부는 미세유체 채널에서 밀도차영동에 의해 진행 경로가 변경된 미세입자들이 배출되도록 미세유체 채널보다 폭이 넓은 것이 바람직하며, 통상 배출부에서 배출된 미세유체의 위치를 측정하여 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석한다. 이때, 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기의 분석은 연속적으로 수행될 수 있다.
또한 상기 네 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 이용하여 미세입자를 분리하는 방법으로서, 밀도가 서로 다른 제1유체 및 제2유체가 미세유체 채널에 주입되어 미세유체 채널 내에서 밀도 구배를 형성하는 단계; 미세입자들이 상기 미세유체 채널에 주입되는 단계; 상기 주입된 미세유체들과 미세입자들이 교차하여 미세유체 채널을 흐르는 단계; 상기 주입된 미세입자들이 미세유체의 밀도 구배에 의해 밀도가 낮은 방향으로 경로를 변경하여 흐르는 단계; 상기 미세유체 채널을 통과하여 배출부로 배출되는 미세입자들이 크기별로 분리되는 것을 특징으로 하는 밀도차영동 현상을 이용한 미세입자 분리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자 및 상기 제어소자를 이용하여 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분리하고 분석하는 방법은 종래의 유체 밀도 측정 방법보다 극미량의 시료를 정확하게 분석할 수 있으며, 기존의 미세입자의 분석 장치와 같이 복잡한 구조가 필요하지 않다. 또한 제어소자 의 제작 공정이 간단하고, 매우 빠르고 간단하게 미세입자를 분리하고 분석할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 미세유체 칩은 집적하기가 용이하며, 휴대하기에 간편하기 때문에 매우 유용하다.
이하, 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.
먼저 도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자의 단면도가 도시되어 있다. 구체적으로 본 발명의 미세유체 밀도 측정 및 미세입자 분석 장치는 높은 밀도값을 갖는 유체가 주입되는 제1주입구(101), 낮은 밀도값을 갖는 유체가 주입되는 제2주입구 (102), 미세입자 주입구(103), 미세유체 채널(105), 및 배출부(106)를 포함하여 구성되며, 상기 미세유체 채널(105)은 내부에 미세유체와 미세입자가 교차하는 교차부(104)를 포함한다.
본원 발명은 2개 이상의 서로 다른 밀도값을 갖는 유체를 다른 주입구를 통해 주입하는 구성을 갖는 것이 특징이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 밀도값이 높은 유체가 상부방향으로부터 주입되고, 밀도값이 낮은 유체가 하부방향으로부터 주입된다. 주입된 서로 다른 밀도값을 갖는 유체들은 미세유체 채널 교차부(104)에서 미세입자 주입구(103)로부터 주입된 미세입자들과 만나게 되며, 상기 교차부(104)에서 만난 미세입자와 서로 다른 밀도의 유체는 미세유체 채널(105)을 따라 흐르게 된다. 교차부(104)에서 미세입자와 미세유체가 만나는 지점은 미세유체 채널(105)의 중심선 또는 특정 부위일 수 있으며, 이는 유체를 주입함에 있어서 상하부 방향으로부터 동일한 압력으로 주입하거나 상이한 압력으로 주입하느냐에 따라 조절이 가능하며, 또한 유체 흐름을 제어하기 위한 임의의 유체 소자가 사용될 수 있다. 예를 들어 유체의 흐름을 제어하기 위해 주사기펌프, 연동식펌프 (peristatic pump), 전기삼투를 이용한 유체펌프(electroosmotic flow pump)등의 장치 및 소자가 이용될 수 있다.
미세유체 채널(105)은 주입된 시료 유체들과 미세입자들을 배출부(106)로 통과시키는 도관으로서 일종의 고분자 기판으로 형성된다. 미세유체 채널(105)에서, 서로 다른 밀도값을 갖는 유체들은 확산 현상에 의해 밀도 구배를 형성하며, 미세 입자들은 주위를 둘러싸고 있는 유체의 밀도에 의해 압력(hydraulic pressure)을 받게 되고 밀도 구배에 의해 미세입자 주변에 압력차가 발생하게 되면 밀도가 낮은 방향으로 경로를 변경하여 흐르게 된다.
이러한 밀도차영동 현상은 물체가 유체 안에 잠겨있는 상태에서 물체가 받는 압력은 주변 유체의 밀도, 물체가 수면으로부터 위치한 거리 등에 비례하며, 물체의 면적에 비례한다. 따라서 밀도 구배하에서 미세유체 채널을 따라 흐르는 미세입자는 주변에 형성된 밀도차의 정도에 따라 경로 변경에도 차이를 보이고, 또한 미세입자의 크기가 클수록 더 큰 경로 변경을 일으키며 배출부(106)로 빠져나가게 된다.
배출부(106)는 미세유체 채널(105)을 통과하여 경로가 편향된 미세입자들과 미세유체를 포획하는 영역으로서, 미세유체 채널(105)보다 폭이 확대된 구조로 형성된다.
본 발명에 따른 미세유체 및 미세입자 분석용 미세유체 칩은 도 2를 참조하 여 설명한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 미세유체 칩은 상기 미세유체 채널을 포함하는 고분자 기판(201)과, 상기 미세유체 채널의 바닥 면을 구성하는 유리 기판(202)으로 구성된다. 고분자 기판(201)은 패터닝과 같은 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 고분자기판(201), 유리 기판(202)은 마이크로몰딩과 같은 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다.
본원 발명의 미세유체 제어소자를 이용하여 유체의 밀도를 분석하고 미세입자를 분석하는 방법은 도 1을 참조하여 설명한다. 먼저, 밀도값이 서로 다른 유체들이 주입구를 통해 미세유체 채널에 주입되어 미세유체 채널 내에서 밀도 구배를 형성한다. 유체들은 밀도값 차이에 의해 미세유체 채널(105)의 상부 방향과 하부 방향에서 주입되며, 채널의 중심부 또는 특정부위를 따라 이동하며, 미세유체 채널 내부에서 밀도 구배를 형성한다. 또한 미세입자들이 미세입자 주입구(103)를 통해 주입되는데, 상기 미세유체와 미세입자들은 동시에 주입될 수 있다.
그 후, 상기 주입된 미세유체들과 미세입자들이 교차지점에서 만나서 미세유체 채널을 흐르게 된다. 이때, 주입된 미세입자들은 미세유체의 밀도차 구배에 의해 밀도가 낮은 방향으로 경로를 변경하여 채널을 따라서 흐른다. 미세유체 채널을 통과하여 분리된 미세입자들을 미세유체 채널 말단에 갈림길이 형성된 혹은 입자의 위치를 측정하기 위한 확장 채널이 있는 배출부에서 포획된다. 상기 배출부로 배출된 미세입자의 위치를 측정하여 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하게 되는데, 이때, 밀도 또는 크기 분석은 연속적으로 수행될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로서, 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 본 발명에 따른 미세유체 소자의 제조
본 발명에 따른 밀도차영동 기반의 미세유체 및 미세입자 분석용 미세유체 제어소자는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS)을 이용한 마이크로몰딩(micromolding) 기법으로 다음과 같이 제작하였다.
먼저 실리콘 웨이퍼 기판 위에 감광물질로 SU-8을 사용하여 패터닝함으로써 폭 100 ㎛, 높이 20 ㎛의 미세 구조물인 주형을 제작하였다. 제작된 주형에 경화제와 PDMS의 초기중합체(prepolymer)가 10 : 1로 혼합된 혼합물을 붓고, 80 ℃에서 2시간 동안 경화시켜 PDMS 기판을 제작하였다. 상기 경화 과정을 거친 후 PDMS 기판에 구멍을 내어 시료 주입구와 배출부를 제작하였다. 이후 PDMS 기판을 공기 플라즈마를 이용해 산화시키고, 슬라이드 유리 기판 위에 강자성체 미세 구조물과 함께 적층하여 미세유체 소자를 완성하였다. 이와 같이 제조된 미세유체 소자의 평면도와 단면도를 각각 도 1과 도 2에 나타내었다.
본 실시예에서는 고분자 기판의 재료로서, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 사용하였으나, 이 외에, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리카보닐레이트, 폴리사이클릭올레핀, 폴리이미드, 폴리우레탄 등의 고분자 물질도 사용할 수 있다.
실험예 1: 미세유체의 밀도 또는 농도 분석
상기 실시예에서 제조된 밀도차영동 기반의 미세유체 소자 내에서 미지의 밀도를 갖는 미세유체의 밀도와 농도를 측정하는 실험을 다음과 같이 수행하였다.
미지의 밀도 값을 갖는 수크로즈(sucrose) 용액의 밀도 분석을 위해 0%, 3%, 6%, 10%, 12%, 16%의 농도를 갖는 수크로즈 용액을 준비한다. 상기 실시예 1에서 제조한 미세유체 소자의 상부주입구(101)에 10% 수크로즈 용액을 주입하였다. 그 다음 미세입자 주입구(103)에 수크로즈 10% 용액에 담겨있는 15 μm 지름의 미세입자를 주입하고, 하부주입구(102)에 각각 0%, 3%, 6%, 10%, 12%, 16%의 농도의 수크로즈 용액을 주입하면서 배출부(106)에서 각각의 농도별로 미세입자의 위치를 측정하였다. 이때, 미세입자의 위치는 배출부(106)의 아래쪽 벽면으로 부터의 거리를 측정하였으며, 배출부(106)에서 측정된 미세입자의 위치는 도 3에 나타내었다.
이 후, 미지의 농도를 갖는 시료를 하부주입부(102)에 주입하고, 나머지 주입부의 조건은 같은 상황에서 실험을 진행하면 배출부(106)에서 측정되는 미세입자의 위치를 통해 미지의 시료의 밀도를 측정할 수 있다. 또한 측정된 밀도 값은 밀도와 농도와의 상관 그래프를 통해 환산하여 농도 값으로 계산할 수도 있다.
실험예 2: 미세입자의 크기 분석
본 발명에 따른 미세유체 제어장치를 이용하여 미세입자의 크기를 분석하고, 연속적으로 분리하기 위해서 다음과 같은 실험을 수행하였다.
먼저 약 10 μm, 11 μm, 12 μm, 14 μm, 15 μm의 지름을 갖는 미세입자를 준비했다. 각 입자의 크기와 입자의 위치와의 상관 관계를 나타내는 그래프를 얻어내야 하므로 각 입자 크기의 편차는 0.1%이내이어야 한다. 상기 실시예 1에서 제조된 미세유체 소자의 상부주입구(101)에 10% 수크로즈 용액을 주입했다. 또한 미세입자 주입구(103)에는 수크로즈 10% 용액에 담겨있는 10 μm, 11 μm, 12 μm, 14 μm, 15 μm의 지름을 갖는 미세입자를 크기별로 순차적으로 주입하고, 하부주입구(102)에 0% 농도의 수크로즈 용액인 증류수 용액을 주입하면서 배출부(106)에서 각각의 미세입자의 크기별로 미세입자의 위치를 측정했다. 이때, 미세입자의 위치는 배출부(106)의 아래쪽 벽면으로부터의 거리를 측정했으며, 배출부(106)에서 측정된 미세입자의 위치는 도 4에 나타내었다.
미지의 미세입자 크기를 갖는 시료를 미세입자 주입부(103)에 주입하고, 나머지 주입부의 조건은 같은 상황에서 실험을 진행하면 배출부(106)에서 측정되는 미세입자의 위치를 통해 미지의 시료에 포함된 미세입자의 크기를 측정할 수 있다. 이때, 측정하고자 하는 미세입자의 크기는 이미 얻은 미세입자의 크기 범위 안에 들어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자의 평면도(개념도)이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세유체 칩의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세유체 제어소자를 이용하여 밀도차영동법에 의해 미세유체의 밀도를 분석한 결과를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세유체 제어소자를 이용하여 밀도차영동법에 의해 미세입자가 크기별로 분리된 결과를 분석한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 제1유체 주입구 201 : 고분자 기판
102 : 제2유체 주입구 202 : 유리 기판
103 : 미세입자 주입구 203 : 미세유체 채널의 단면
104 : 교차부
105 : 미세유체 채널
106 : 배출부
Claims (21)
- 서로 다른 밀도를 갖는 제1유체와 제2유체가 주입되는 제1주입구 및 제2주입구;상기 제1유체와 제2유체에 의해 이동하게 되는 미세입자들이 주입되는 제3주입구;상기 주입된 제1유체 및 제2유체와 상기 주입된 미세입자들이 교차하여 이동하는 미세유체 채널; 및상기 미세유체 채널을 통과한 미세입자들이 배출되는 배출구를 포함하며,상기 주입된 제1유체 및 제2유체는 상기 미세유체 채널 내부에서 밀도구배를 형성하고,상기 미세입자들은 상기 유체들에 의해 형성된 밀도구배에 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1주입구 및 제2주입구는 상하 또는 좌우 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제3주입구는 제1주입구 또는 제2주입구와 일정한 각도를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1유체, 제2유체 및 상기 미세입자들은 동시에 주입되는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 미세입자들은 유체에 분산되어 주입되는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 주입되는 제1유체, 제2유체 및 상기 미세입자들은 상기 미세유체 채널의 중심부 또는 특정 부위로 정렬되어 흐르다가 밀도차영동에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 배출부는 상기 미세유체 채널에서 밀도차영동에 의해 진행 경로가 변경된 미세입자들이 배출되도록 상기 미세유체 채널보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 있어서, 상기 배출부에서 배출된 미세유체의 위치를 측정하여 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하는 것을 특징으로 하는 미세유체 제어소자.
- 제1항에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 포함하는 고분자 기판; 및상기 고분자 기판의 하부에 형성된 유리 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 칩.
- 제7항에 있어서, 상기 고분자 기판은 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리카보닐레이트, 폴리사이클릭올레핀, 폴리이미드 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세유체 칩.
- 제1항에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 이용하여 미세유체 및 미세입자를 분석하는 방법으로서,밀도가 서로 다른 제1유체 및 제2유체가 미세유체 채널에 주입되어 미세유체 채널 내에서 밀도 구배를 형성하는 단계;미세입자들이 상기 미세유체 채널에 주입되는 단계;상기 주입된 미세유체들과 미세입자들이 교차하여 미세유체 채널을 흐르는 단계;상기 주입된 미세입자들이 미세유체의 밀도 구배에 의해 밀도가 낮은 방향으로 경로를 변경하여 흐르는 단계;상기 미세유체 채널을 통과하여 배출부로 배출되는 미세입자들의 위치를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 위치 측정 단계 후에 상기 위치 데이터를 이용하여 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 제1주입구 및 제2주입구는 상하 또는 좌우 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 제3주입구는 제1주입구 또는 제2주입구와 일정한 각도를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 제1유체, 제2유체 및 상기 미세입자들은 동시에 주입되는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 미세입자들은 유체에 분산되어 주입되는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 주입되는 제1유체, 제2유체 및 상기 미세입자들은 상기 미세유체 채널의 중심부 또는 특정 부위로 정렬되어 흐르다가 밀도차영동에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 배출부는 상기 미세유체 채널에서 밀도차영동에 의해 진행 경로가 변경된 미세입자들이 배출되도록 상기 미세유체 채널보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 배출부에서 배출된 미세유체의 위치를 측정하여 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기를 분석하는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 미세유체의 밀도 또는 미세입자의 크기의 분석이 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 미세유체 분석 방법.
- 제1항에 따른 밀도차영동 현상을 이용한 미세유체 제어소자를 이용하여 미세입자를 분리하는 방법으로서,밀도가 서로 다른 제1유체 및 제2유체가 미세유체 채널에 주입되어 미세유체 채널 내에서 밀도 구배를 형성하는 단계;미세입자들이 상기 미세유체 채널에 주입되는 단계;상기 주입된 미세유체들과 미세입자들이 교차하여 미세유체 채널을 흐르는 단계;상기 주입된 미세입자들이 미세유체의 밀도 구배에 의해 밀도가 낮은 방향으 로 경로를 변경하여 흐르는 단계;상기 미세유체 채널을 통과하여 배출부로 배출되는 미세입자들이 크기별로 분리되는 것을 특징으로 하는 밀도차영동 현상을 이용한 미세입자 분리 방법.
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