KR20110133778A - Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof - Google Patents
Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110133778A KR20110133778A KR1020100053370A KR20100053370A KR20110133778A KR 20110133778 A KR20110133778 A KR 20110133778A KR 1020100053370 A KR1020100053370 A KR 1020100053370A KR 20100053370 A KR20100053370 A KR 20100053370A KR 20110133778 A KR20110133778 A KR 20110133778A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- sample
- microparticles
- fluid
- layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 광전자유체제어 기술을 이용한 면역분석장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛에 의해 유도된 전기동역학적(Electrokinetic) 원리를 이용하여 미소량의 유체 시료 내에서 항원과 항체의 반응, 농축 및 세척을 제어함으로써 항원을 빠르고 간편하게 검출하기 위한 광전자유체제어 면역분석장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an immunoassay apparatus and method using the photoelectron fluid control technology, and more particularly, the reaction and concentration of the antigen and antibody in a small amount of fluid sample using the electrokinetic principle induced by light And a photoelectrofluid controlled immunoassay device and method for detecting antigens quickly and simply by controlling washing.
특이적 항원-항체 반응을 이용한 면역분석법은 생체 시료 내에서 특정한 물질을 검출하기 위해, 화학 분석 및 임상 진단 분야에 널리 쓰이고 있다. 면역분석법은 검출에 쓰이는 표지물질의 종류에 따라 RIA(Radio Immunoassay), EIA(Enzyme Immunoassay), FIA (Fluorescence Immunoassay) 등이 있는데, 형광물질을 이용한 FIA는 시약의 안정성이 높고 다양한 물질 분석이 가능하며 민감도가 우수하기 때문에, 가장 널리 쓰이고 있는 방법 중 하나이다. 이러한 면역분석법은 대개 항원-항체 반응을 거친 후, 반응물과 비반응물을 분리하여 반응물의 양을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 과정이 필수적으로 요구된다. 따라서 이러한 반복적인 반응, 분리, 세척, 검출 과정들을 편리하게 수행하도록 하기 위한 자동화 장비들이 상용화되었으며 널리 쓰이고 있다 [A. Ford, "Automated immunoassay analyzers Survey," CAP TODAY, Colleage of American Pathologists, June 2008, pp. 24-74].Immunoassays using specific antigen-antibody responses are widely used in the fields of chemical analysis and clinical diagnostics to detect specific substances in biological samples. Immunoassay methods include Radio Immunoassay (RIA), Enzyme Immunoassay (EIA), and Fluorescence Immunoassay (FIA), depending on the type of label used for detection. Because of its high sensitivity, it is one of the most widely used methods. These immunoassays are usually required to undergo antigen-antibody reactions and then to separate the reactants and non-reactants so that the amount of reactants can be accurately detected. Therefore, automated equipment has been commercialized and widely used to conveniently perform such repeated reaction, separation, washing and detection processes [A. Ford, "Automated immunoassay analyzers Survey," CAP TODAY, Colleage of American Pathologists, June 2008, pp. 24-74].
그러나, 상기 자동화 장비의 경우 다수의 챔버, 홀더, 프레임 등 구성이 매우 복잡하고, 제조단가 또한 매우 높으며, 수백 마이크로리터 이상의 시료량을 요구한다는 단점이 있다.However, in the case of the automated equipment, the configuration of a plurality of chambers, holders, frames, etc. is very complicated, the manufacturing cost is also very high, and requires a sample amount of several hundred microliters or more.
이러한 한계를 극복하기 위해 미세유체소자를 이용한 면역분석장치도 개발된 바 있다 [X. Jiang, J. M. K. Ng, A. D. Stroock, S. K. W. Dertinger, and G. M. Whitesides, J. Am . Chem . Soc . 125, pp.5294-5295 (2003)]. 미세유체소자를 이용한 면역분석장치는 빠르게 여러 시료를 동시에 분석할 수 있고, 수백 마이크로리터 이하의 시료로도 분석이 가능한 장점이 있지만, 시료를 주입하기 위한 펌프와 튜브를 항상 요구하며 사용하는 시료의 양에 비해 버려지는 시료의 양이 매우 많기 때문에 실질적으로 사용되는 시료의 양은 상기 자동화 장비에 비해 적지 않다는 문제점이 있다. 또한 한번 사용한 미세유체 소자의 경우 재사용이 불가능하여 많은 수의 소자와 튜브를 소모한다는 한계점이 있다.In order to overcome this limitation, an immunoassay device using a microfluidic device has also been developed [X. Jiang, JMK Ng, AD Stroock, SKW Dertinger, and GM Whitesides, J. Am . Chem . Soc . 125, pp. 5294-5295 (2003). An immunoassay device using a microfluidic device can rapidly analyze several samples simultaneously and can analyze even samples of several hundred microliters or less.However, a pump and a tube for injecting a sample are always required. Since the amount of sample discarded is very large compared to the amount, the amount of sample actually used is not small compared to the automated equipment. In addition, the microfluidic device used once has a limitation in that it cannot be reused, consuming a large number of devices and tubes.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 기존의 면역분석장치의 한계를 극복하기 위해 제안된 것으로서, 복잡한 부가장치 없이 수백 나노리터 이하의 적은 시료 유체 방울 내에서 자동화된 면역분석을 빠르게 수행할 수 있는 위한 광전자유체제어 면역분석장치를 제공하는 것이다.Therefore, the first problem to be solved by the present invention is to overcome the limitations of the existing immunoassay device, and it is possible to quickly perform an automated immunoassay in small sample fluid droplets of several hundred nanoliters or less without complicated additional equipment. It is to provide a photoelectrofluid controlled immunoassay device for that.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 수백 나노리터 이하의 적은 시료 유체 방울 내에서 자동화된 면역분석을 빠르게 수행할 수 있고, 다수의 분석 대상 물질을 동시에 수행할 수 있는 광전자유체제어 면역분석방법을 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is a photoelectrofluid controlled immunoassay method that can quickly perform automated immunoassay in small sample fluid droplets of several hundred nanoliters or less, and can simultaneously perform a plurality of analytes. To provide.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치는 빛을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 빛의 경로에 위치하여 상기 빛의 패턴을 변화시키는 패턴형성장치와, 상기 패턴형성장치를 통과한 빛 패턴이 조사되며 분석 대상 물질을 포함하는 시료가 주입되는 광전기유체소자와, 상기 광전기유체소자에 전원을 인가하는 전원장치를 포함하는 광전자유체제어 면역분석장치를 포함할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a photoelectrofluid controlled immunoassay device according to the present invention, wherein a light source irradiates light and a pattern is formed to change the pattern of the light by being located in a path of light irradiated from the light source. Optoelectronic fluid control immunoassay device including an apparatus, an opto-electronic fluid device is irradiated with a light pattern passing through the pattern forming device and a sample containing the material to be analyzed is injected, and a power supply device for supplying power to the opto-electronic fluid device It may include.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 패턴형성장치와 상기 광전기유체소자 사이에서 패턴형성장치로부터 출력된 빛을 집광시키기 위한 하나 이상의 집광 렌즈를 포함할 수 있다.The photoelectrofluid controlled immunoassay device according to the present invention may include one or more condensing lenses for condensing light output from the pattern forming device between the pattern forming device and the photoelectric fluid device.
상기 패턴형성장치는 컴퓨터로 조정이 가능한 장치 드라이버를 구비하고, 장치 드라이버가 구비된 컴퓨터에 의해서 자동화된 영상조작이 가능한 것을 특징으로 한다.The pattern forming apparatus includes a device driver that can be adjusted by a computer and is capable of automated image manipulation by a computer equipped with a device driver.
상기 패턴형성장치는 DMD(digital micromirror device) 또는 LCD (liquid crystal display) 중 어느 하나일 수 있다.The pattern forming apparatus may be any one of a digital micromirror device (DMD) or a liquid crystal display (LCD).
상기 광전기유체소자는 스테이지 상에 위치하며, 상기 스테이지는 자동화를 위한 모터가 구비될 수 있고, 상기 집광렌즈를 통해 조사되는 빛 패턴 영역을 변화시키기 위하여 상하좌우로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.The optoelectronic fluid element is positioned on a stage, and the stage may be provided with a motor for automation, and may move up, down, left, and right to change a light pattern region irradiated through the condenser lens.
상기 광원은 할로겐 램프, 발광 다이오드 및 레이져 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.The light source may be any one selected from a halogen lamp, a light emitting diode, and a laser.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 시료를 광학적으로 관찰하기 위하여 상기 광전기유체소자에 입사광을 조사하는 검출용 광원을 포함할 수 있다.The photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device according to the present invention may include a detection light source for irradiating incident light to the photoelectromagnetic fluid element in order to optically observe the sample.
상기 입사광에 의하여 발생하는 물질 전자 상태 또는 물질 진동 상태에 의한 신호를 검출하기 위한 신호 검출기를 포함할 수 있다.It may include a signal detector for detecting a signal due to a material electronic state or a material vibration state generated by the incident light.
상기 신호 검출기는 CCD, 포토다이오드, 광전자 증배관 및 스펙트로미터 중 어느 하나일 수 있고, 신호 검출기는 신호 프로세서를 포함하고, 상기 신호 프로세서는 수신된 신호를 처리하고 저장하여 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The signal detector may be any one of a CCD, a photodiode, a photomultiplier, and a spectrometer, and the signal detector includes a signal processor, and the signal processor processes and stores the received signal to generate data. do.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치는 검출용 광원으로부터 조사되는 입사광과 상기 광전기유체소자로부터 출력되는 출력신호를 집속시키는 하나 이상의 집속 렌즈를 포함할 수 있다.The photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device according to the present invention may include at least one focusing lens for focusing incident light irradiated from the light source for detection and an output signal output from the photoelectric fluid element.
상기 입사광과 출력신호를 집속시키는 상기 집속 렌즈는 서로 다른 복수의 렌즈일 수 있다.The focusing lens for focusing the incident light and the output signal may be a plurality of different lenses.
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 검출용 광원으로부터 출력되는 입사광과 상기 광전기유체소자로부터 출력되는 출력신호를 집광시키는 집속 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 검출용 광원으로부터 출력된 입사광이 상기 광전기유체소자 및 상기 시료에 조사되도록 하는 제 1 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 광전기유체소자로부터 출력된 출력신호가 상기 신호 검출기로 반사되도록 하는 제 2 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The photoelectromagnetic fluid control immunoassay device of the present invention further comprises a focusing lens for focusing incident light output from the light source for detection and an output signal output from the photoelectric fluid element, and incident light output from the light source for detection. And further comprising a first mirror for irradiating the optoelectronic fluid element and the sample, and further comprising a second mirror for reflecting the output signal output from the optoelectronic fluid element to the signal detector. It is done.
상기 검출용 광원과 상기 신호검출기는 입사광과 출력신호의 수신시간을 조절하는 셔터를 더 포함하고, 상기 셔터는 상기 시료에서 면역반응이 종료되고, 전압이 차단된 이후에 개방되는 것을 특징으로 한다.The detection light source and the signal detector may further include a shutter for adjusting the reception time of the incident light and the output signal, wherein the shutter is opened after the immune reaction is terminated in the sample and the voltage is cut off.
상기 신호 검출기는 상기 시료로부터 출력된 신호를 필터링하는 필터 내지는 핀홀을 더 포함한다.The signal detector further includes a filter or a pinhole for filtering the signal output from the sample.
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 광원, 셔터, 스테이지 및 신호 검출기는 상기 컴퓨터로 제어되는 제어 모듈에 의해서 동기화되어 자동으로 조정이 가능할 수 있다.In the photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device of the present invention, the light source, the shutter, the stage, and the signal detector may be automatically adjusted by being synchronized by the computer-controlled control module.
상기 광전기유체소자는 상기 빛 패턴이 조사되는 면에 위치하고, 상기 광원 및 빛 패턴형성장치에 의한 빛 패턴이 조사되는 영역에만 전류가 도통되는 광전도성층과, 상기 광전도성층과 대향되는 면에 위치하고, 광전도성층에 인가되는 전압으로부터 상기 시료 내 전기장을 형성하는 접지전극층과, 상기 시료가 주입되고, 상기 광전도성층과 접지전극층 사이에 형성되어 상기 광전도성층과 접지전극층을 이격시키는 스페이스층;을 포함할 수 있다. 상기 스페이스층은 상기 전원장치와 빛 패턴형성장치에 의해서 전압과 빛 패턴의 인가시에 전기장이 형성되고 전기동역학적 현상이 발생하는 시료를 포함하는 것을 특징으로 한다.The photovoltaic fluid element is positioned on a surface to which the light pattern is irradiated, and is located on a surface opposite to the photoconductive layer and a photoconductive layer in which current is conducted only to a region where the light pattern is irradiated by the light source and the light pattern forming apparatus. A space layer for forming an electric field in the sample from a voltage applied to the photoconductive layer, and a space layer formed between the photoconductive layer and the ground electrode layer and spaced apart from the photoconductive layer and the ground electrode layer; It may include. The space layer may include a sample in which an electric field is formed and an electrodynamic phenomenon occurs when voltage and light patterns are applied by the power supply device and the light pattern forming apparatus.
상기 시료들을 주입할 수 있는 주입구와, 상기 시료들이 이동할 수 있는 유로를 추가로 구비할 수 있다.An injection hole for injecting the samples and a flow path through which the samples can move may be further provided.
상기 광전도성층은 기판과, 상기 전원장치를 통하여 전압이 인가되는 평판전극과, 상기 빛 패턴이 조사되는 영역에만 선택적으로 전압을 인가하는전류가 도통되는 광전도성 물질을 포함할 수 있다.The photoconductive layer may include a substrate, a plate electrode to which a voltage is applied through the power supply device, and a photoconductive material to which a current to selectively apply voltage is applied only to a region to which the light pattern is irradiated.
상기 평판 전극은 금, 알루미늄, 구리, N형 실리콘 기판 및 ITO 중 선택되는 어느 하나의 투명한 전도성 물질일 수 있다.The plate electrode may be a transparent conductive material selected from gold, aluminum, copper, an N-type silicon substrate, and ITO.
상기 광전도성 물질은 수소화된 진성의 비정질 실리콘, 황화카드늄 및 npn포토트랜지스터 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.The photoconductive material may be any one selected from hydrogenated intrinsic amorphous silicon, cadmium sulfide, and npn phototransistor.
상기 광전도성층은 상기 광전도성 물질과 상기 평판 전극 사이에 도핑된 중간층을 더 포함하고, 상기 중간층은 상기 광전도성 물질과 상기 전극 사이의 접촉 저항을 줄이고 상기 광전도성층의 특성을 극대화시킨다.The photoconductive layer further includes an intermediate layer doped between the photoconductive material and the plate electrode, wherein the intermediate layer reduces contact resistance between the photoconductive material and the electrode and maximizes the characteristics of the photoconductive layer.
상기 중간층은 비정질 실리콘, 알루미늄 및 몰리브덴 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.The intermediate layer may be any one selected from amorphous silicon, aluminum and molybdenum.
상기 광전도성층과 상기 스페이스층 사이에는 광전도성물질을 보호하기 위한 보호층을 구비하며, 상기 보호층은 질소화 실리콘 또는 산화 실리콘으로 이루어질 수 있다.A protective layer is provided between the photoconductive layer and the space layer to protect the photoconductive material, and the protective layer may be made of silicon nitride or silicon oxide.
상기 스페이스층 내부에는 미세구조물 내지는 초소수성 물질을 더 포함하며, 상기 미세구조물 내지는 초소수성 물질은 상기 광전도성층과 상기 접지전극층 사이에 형성되어 다수의 시료들을 이격시키는 것을 특징으로 한다.The space layer further includes a microstructure or superhydrophobic material, wherein the microstructure or superhydrophobic material is formed between the photoconductive layer and the ground electrode layer to separate a plurality of samples.
상기 접지전극층은 기판과 평판 전극으로 이루어져 있고, 평판 전극은 금, 알루미늄, 구리, N형 실리콘 기판 및 ITO 중 선택되는 어느 하나의 투명한 전도성 물질일 수 있다.The ground electrode layer may include a substrate and a plate electrode, and the plate electrode may be any one of a transparent conductive material selected from gold, aluminum, copper, an N-type silicon substrate, and ITO.
상기 광전도성층 및 접지전극층의 투명도는 상기 빛 패턴의 조사방향 및 출력 신호의 출력 방향에 의존하는데, 상기 빛 패턴의 조사방향이나 시료로부터 나오는 신호의 출력방향 또는 검출부가 배치된 방향에 존재하는 층의 전극은 투명한 전도성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The transparency of the photoconductive layer and the ground electrode layer depends on the irradiation direction of the light pattern and the output direction of the output signal, and the layer exists in the irradiation direction of the light pattern, the output direction of the signal from the sample, or the direction in which the detector is arranged. The electrode is characterized in that made of a transparent conductive material.
상기 시료는 지지층이 되는 미세입자, 분석대상물질 및 측정을 프로브 미세입자를 포함할 수 있다.The sample may include microparticles that serve as a support layer, analytes, and probe microparticles for measurement.
상기 지지층이 되는 미세입자와 상기 프로브 미세입자는 상기 분석대상물질을 매개로 하여 면역복합체를 형성하는 것을 특징으로 한다.The microparticles serving as the support layer and the probe microparticles form an immunocomplex through the analyte.
상기 미세입자는 폴리스티렌 또는 라텍스인 폴리머 미세입자일 수 있고, 상기 프로브 미세입자는 형광 나노입자 내지는 라만 산란 물질이 라벨링된 금속 나노입자일 수 있다.The microparticles may be polymer microparticles that are polystyrene or latex, and the probe microparticles may be fluorescent nanoparticles or metal nanoparticles labeled with Raman scattering material.
상기 분석 대상 물질은 항원-항체, DNA, RNA 및 단백질 중 어느 하나 이상일 수 있다.The analyte may be one or more of antigen-antibody, DNA, RNA, and protein.
상기 스페이스층은 상기 전원장치와 패턴형성장치로 스페이스층에 전압을 인가하고 빛 패턴을 조사하면 스페이스층 내부의 시료에 전기장이 형성되고, 전기동역학적 현상이 발생할 수 있다.In the space layer, when the voltage is applied to the space layer and the light pattern is irradiated with the power supply device and the pattern forming device, an electric field is formed in the sample inside the space layer, and an electrodynamic phenomenon may occur.
상기 전기동역학적 현상은 유전영동(DEP, dielectrophoresis), 교류전기삼투(ACEO, AC electroosmosis) 및 전기영동(electrophoresis) 중 어느 하나일 수 있다.The electrokinetic phenomenon may be any one of dielectric electrophoresis (DEP, dielectrophoresis), AC electroosmosis (ACEO) and electrophoresis.
상기 시료는 상기 광원으로부터 빛이 조사되면 물질 전자 상태 또는 물질 진동 상태에 의한 출력신호를 출력할 수 있는 것을 특징으로 한다.The sample is characterized in that when the light is irradiated from the light source can output an output signal due to a material electronic state or a material vibration state.
상기 물질 전자 상태는 형광 발광 또는 파장별 빛 흡수이고, 상기 물질 진동 상태는 라만 산란 또는 IR 흡수인 것을 특징으로 한다.The material electronic state is fluorescence emission or light absorption by wavelength, and the material vibration state is Raman scattering or IR absorption.
상기 신호 검출기는 물질 전자 상태 또는 물질 진동 상태에 의한 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.The signal detector is characterized by detecting a signal due to a material electronic state or a material vibration state.
상기 물질 전자 상태는 형광 발광 또는 파장별 빛 흡수이고, 상기 물질 진동 상태는 라만 산란 또는 IR 흡수인 것을 특징으로 한다.The material electronic state is fluorescence emission or light absorption by wavelength, and the material vibration state is Raman scattering or IR absorption.
상기 출력신호는 CCD, 포토다이오드, 광전자 증배관 및 스펙트로미터 등에 의해서 전자적 신호로 확인가능하고, 단일 미세입자를 이용하여 동시 다중 검출을 수행할 경우 공초점 형광 현미경을 사용하여 검출할 수도 있다.The output signal may be identified as an electronic signal by a CCD, a photodiode, a photomultiplier tube, a spectrometer, or the like, and may be detected using a confocal fluorescence microscope when performing simultaneous multiple detection using a single microparticle.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법은 광전기유체소자에 시료들을 주입하는 단계, 상기 광전기유체소자에 빛 패턴을 조사하는 단계, 상기 광전기유체소자에 전압을 인가하는 단계, 상기 전압과 조사된 빛 패턴에 의해서 광전기유체소자 내에 전기장을 형성하고, 광전기유체소자 내 시료들이 유동을 일으켜서 항원-항체 반응을 유발하는 단계, 상기 빛 패턴이 조사되는 영역을 이동시켜서 상기 항원-항체 반응된 시료들을 빛 패턴이 조사되는 영역으로 모이도록 농축하는 단계, 상기 농축 단계에서 반응하지 않은 프로브 미세입자와 대상물질들을 빛 패턴이 조사된 방향 또는 반대 방향으로 이동시켜 세척하는 단계, 상기 농축단계에서 미세입자 또는 지지체와 결합된 프로브 미세입자의 양을 검출하기 위하여 상기 시료에 검출용 입사광을 조사하는 단계, 상기 입사광과 시료들의 광-물질 상호작용에 의한 신호가 출력되고, 상기 출력신호를 검출기에 의해 검출하는 단계를 포함할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, an optoelectronic fluid controlled immunoassay method according to the present invention includes injecting samples into an optoelectronic fluid device, irradiating a light pattern to the optoelectronic fluid device, Applying a voltage, forming an electric field in the optoelectronic fluid device by the voltage and the irradiated light pattern, causing samples in the optoelectronic fluid device to flow to induce an antigen-antibody reaction, Moving and concentrating the antigen-antibody reacted samples into a light pattern irradiated region, and moving the probe microparticles and targets which have not reacted in the concentration step in a direction irradiated or opposite to the light pattern irradiated The amount of the probe microparticles combined with the microparticles or the support in the step of concentrating A step for irradiating an incident light beam for detection on the specimen to chulhagi, the light of the incident light and the sample - the signal by the material interaction are output, and may include the step of detecting the output signal to the detector.
상기 빛 패턴 조사 단계는 상기 광전기유체소자의 일부 영역에 빛 패턴을 조사하는 것을 특징으로 한다.The light pattern irradiating step is characterized by irradiating a light pattern on a portion of the optoelectronic fluid device.
상기 반응 단계 및 농축 단계에서 일반적으로 유전영동이 잘 일어나거나, 유전영동과 전기삼투 영동이 함께 발생하는 1 kHz ~ 1 MHz 범위의 주파수가 사용될 수 있다.In the reaction step and the concentration step, the electrophoresis generally occurs, or a frequency in the range of 1 kHz to 1 MHz in which both the electrophoresis and the electroosmotic electrophoresis occur.
상기 세척 단계 및 검출 단계에서는 세척을 위하여 교류전기삼투 유동이 잘 일어나는 100 Hz ~ 1 kHz 범위의 주파수 전압이 인가될 수 있다.In the washing step and the detection step, a frequency voltage in a range of 100 Hz to 1 kHz where alternating electroosmotic flow is performed for washing may be applied.
상기 세척 단계 및 검출 단계에서는 미세입자를 재조립하거나 재농축을 위하여 10 kHz ~ 100 kHz 범위의 주파수 전압이 추가로 인가될 수 있다.In the washing step and the detection step, a frequency voltage in the range of 10 kHz to 100 kHz may be additionally applied to reassemble or reconcentrate the fine particles.
본 발명에 따른 전자유체제어 면역분석방법은 다수의 시료를 동시에 주입하여 각 시료 내에 존재하는 여러 종류의 항원을 동시에 검출할 수도 있으며, 상기 여러 개의 시료를 이격시키기 위해 미세 구조물 또는 초소수성 물질을 상기 스페이스층에 형성시킬 수 있다.The electron fluid controlled immunoassay method according to the present invention may simultaneously detect a plurality of antigens present in each sample by injecting a plurality of samples at the same time, the microstructure or a superhydrophobic material to separate the plurality of samples It can be formed in a space layer.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치 및 방법에 의하면, 프로그램으로 자동화되어 전시되는 시료 영상을 통하여 반응, 농축, 세척 및 분석 물질의 검출을 제어함으로써 종래 복잡한 구성의 장치가 요구되지 않고, 광-물질 상호작용에 의한 전기유동현상을 이용하여 시료를 농축하여 면역분석을 수행하므로 수백 나노리터 이하의 시료와 간단한 구성의 광전자유체제어 장치만으로 자동화된 형광 면역분석 수행이 가능하다.According to the photoelectrofluid controlled immunoassay device and method according to the present invention, a device having a conventional complex configuration is not required by controlling reaction, concentration, washing, and detection of analyte through a sample image that is automatically displayed by a program. The immunofluorescence analysis is performed by concentrating the sample using the electrofluidism caused by the material interaction, and thus, the automated fluorescence immunoassay can be performed using only a few hundred nanoliter samples and a simple photoelectron fluid control device.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치 및 방법은 형광 뿐 아니라, 표면증강 라만 산란 등 다양한 광학 측정 방법을 기반으로 하므로 수 분 이내에 고감도 항원 검출이 가능하고, 동시에 다수의 시료들에 대한 분석을 한 번에 수행할 수 있으며, 항체-항원의 반응을 자유자재로 조절할 수 있다는 장점이 있다.The photoelectrofluid controlled immunoassay device and method according to the present invention is based on various optical measurement methods such as surface enhancement Raman scattering as well as fluorescence, and thus can detect high sensitivity antigens within minutes and analyze multiple samples at the same time. Can be performed at a time, there is an advantage that can control the reaction of the antibody-antigen freely.
도 1은 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광전기유체소자의 구조 및 내부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치의 구체적인 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법의 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 대상물질의 유무에 따라 검출되는 출력 신호 파장별 강도의 형태를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에서 지지체가 되는 미세입자가 프로그램화된 영상 패턴에 의해 농축되는 과정을 시간순으로 나타낸 이미지이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에서 형광(적색)나노입자를 프로브 미세입자로 사용하고, Biotin이 붙은 IgG(Immunoglobulin G)을 대상물질로 사용하여 분석한 결과로서,
도 7a는 각기 다른 형광필터를 사용하여 지지층이 되는 미세입자와 프로브 미세입자의 분포를 나타낸 이미지이다.
도 7b는 세척이 된 경우의 미세입자의 형광 밝기를 나타낸 이미지 및 그래프이다.
도 7c는 세척이 되지 않은 미세입자의 형광 밝기를 나타낸 이미지 및 그래프이다.
도 8a 내지 8b는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에서 특정한 라만산란 신호를 출력하는 라만 프로브 분자가 코팅된 나노입자를 프로브 미세입자로 사용하고, 암 표지물질인 AFP(alpha fetoprotein)을 대상물질로 사용하여 분석한 결과로서,
도 8a는 대상물질의 농도에 따른 라만산란신호의 강도를 나타낸 그래프이다.
도 8b는 라만산란 신호 중에서 특정 피크 신호(1615 cm-1)의 크기를 측정하여 상기 대상물질의 농도와 비교하여 그린 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치를 이용하여 동시에 많은 수의 미세입자들을 포획하고 달라붙지 않은 상기 프로브 나노입자들을 동시에 세척해낸 형광 이미지이다.
도 10은 상기 접지전극층의 전극 표면에 고정화된 항체를 이용한 광전자유체제어 면역분석방법을 나타낸 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광전기유체소자 110 : 광전도성층
111 : 기판 112 : 전극
113 : 광전도성물질 120 : 접지전극층
121 : 기판 122 : 전극
130 : 스페이스층 131 : 유동
140 : 면역복합체 141 : 미세입자
142 : 분석 대상 물질 143 : 프로브 미세입자
144 : 전극에 고정화된 항체 200 : 광원
300 : 패턴형성장치 310 : 장치 드라이버
400 : 집광 렌즈 500 : 검출용 광원
520 : 집속 렌즈 530 : 제 1 미러
540 : 제 2 미러 550 : 셔터
560 : 셔터 570 : 핀홀
600 : 신호검출기 700 : 전원장치
800 : 컴퓨터 810 : 제어 모듈
900 : 스테이지 A : 빛 패턴
B : 입사광 C : 출력신호
(a) : 시료 주입 단계 (b) : 빛 패턴 조사 단계
(c) : 전압 인가 단계 (d) : 반응 단계
(e) : 농축 단계 (f) : 입사광 조사 단계
(g) : 신호 검출 단계1 is a conceptual diagram of an opto-fluid control immunoassay device according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure and interior of the optoelectronic fluid device according to the present invention.
3 is a detailed conceptual diagram of an opto-fluid control immunoassay device according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing the process of the photoelectrofluid control immunoassay method according to the present invention.
5 is a graph showing the form of intensity for each output signal wavelength detected according to the presence or absence of a target material.
FIG. 6 is an image illustrating a process in which the microparticles serving as the support are concentrated by a programmed image pattern in the photoelectron fluid controlled immunoassay method according to the present invention.
7A to 7C are results of analysis using fluorescence (red) nanoparticles as probe microparticles and using biotin-attached IgG (Immunoglobulin G) as a target material in the photoelectron controlled immunoassay method according to the present invention.
Figure 7a is an image showing the distribution of the microparticles and probe microparticles serving as a support layer using different fluorescent filters.
Figure 7b is an image and a graph showing the fluorescence brightness of the fine particles when washed.
Figure 7c is an image and a graph showing the fluorescence brightness of the microparticles not washed.
8a to 8b is a nanoparticle coated with a Raman probe molecule that outputs a specific Raman scattering signal in a photoelectrofluid controlled immunoassay method according to the present invention as a probe microparticle, and targets a cancer marker AFP (alpha fetoprotein) As a result of analysis using a substance,
Figure 8a is a graph showing the intensity of the Raman scattering signal according to the concentration of the target material.
FIG. 8B is a graph illustrating a specific peak signal (1615 cm −1 ) among the Raman scattering signals and comparing the concentration with the concentration of the target material.
FIG. 9 is a fluorescence image obtained by simultaneously capturing a large number of microparticles and simultaneously washing the probe nanoparticles which do not stick using the photoelectrofluid controlled immunoassay device according to the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a photoelectrofluid controlled immunoassay method using an antibody immobilized on an electrode surface of the ground electrode layer. FIG.
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: photoelectric fluid element 110: photoconductive layer
111
113: photoconductive material 120: ground electrode layer
121
130: space layer 131: flow
140: immune complex 141: microparticles
142: material to be analyzed 143: probe microparticles
144 antibody immobilized on an
300: pattern forming apparatus 310: device driver
400: condenser lens 500: light source for detection
520: focusing lens 530: first mirror
540: second mirror 550: shutter
560: shutter 570: pinhole
600: signal detector 700: power supply device
800: computer 810: control module
900: stage A: light pattern
B: incident light C: output signal
(a): sample injection step (b): light pattern irradiation step
(c): voltage application step (d): reaction step
(e): concentration step (f): incident light irradiation step
(g): signal detection step
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts in the drawings represent the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an apparatus for controlling photoelectron fluid control according to the present invention.
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치는 광원(200), 패턴형성장치(300), 광전기유체소자(100), 전원장치(700)로 구성된다.The photoelectromagnetic fluid control immunoassay device according to the present invention includes a
상기 광원(200)은 면역분석을 수행하기 위해 상기 광전기유체소자(100)에 전기장을 형성시키고 제어하며, 상기 광전기유체소자에 주입되는 시료를 조작하기 위한 것으로서, 할로겐 램프, 발광 다이오드 및 레이져 중 선택되는 어느 하나일 수 있고, 본 발명의 바람직한 구현예에 의하면 파장의 범위가 가시광 영역인 것이 바람직하다.The
상기 패턴형성장치(300)는 상기 광원(200)으로부터 조사된 빛의 경로에 위치하고, 광원으로부터 조사된 빛의 패턴을 변화시키는 것을 특징으로 하며, DMD(digital micromirror device), LCD(liquid crystal display), PDP, OLED와 같은 디스플레이 장치 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 패턴형성장치는 LCD인 것이 바람직하다. LCD와 같은 평판 디스플레이를 사용하게 되면, 시스템이 구성이 간단해지고, 휴대에 용이하다는 장점이 있다.The
상기 패턴형성장치에 의해서 변화된 빛 패턴이라 함은 LCD의 백-라이트에 해당하는 광원에서 조사된 빛이 LCD 모듈을 통과하면서 여러 지점에 빛이 조사되도록 빛이 변화되고 또한, 빛이 LCD 모듈을 통과하면서 프로그램을 통한 자동화된 빛의 조작이 가능할 수 있도록 빛이 변화되는 것을 의미한다. DMD를 사용할 경우에는 LCD와 달리 빛이 영역마다 선택적으로 반사되는 원리를 사용하여 빛 패턴을 형성하게 된다.The light pattern changed by the pattern forming apparatus means that the light is irradiated at various points while the light irradiated from the light source corresponding to the back light of the LCD passes through the LCD module, and the light passes through the LCD module. It means that the light is changed to enable automated light manipulation through the program. When using a DMD, unlike LCD, light is formed by using the principle that light is selectively reflected in each area.
상기 패턴형성장치(300)에 의해서 변화된 빛 패턴(A)은 가상의 전극 패터닝을 형성할 수 있도록 자유자재로 변경될 수 있으며, 프로그램을 통해 자동화된 구동이 가능하고, 변화된 빛 패턴에 의해서 빛이 조사되는 지점을 단수 또는 복수로 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 이에 의해서 다수의 공정을 동시에 수행할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.The light pattern A changed by the
본 발명에 따른 일 실시예에서 상기 LCD는, HITACHI사의 CP-S225라는 프로젝터에 사용되는 1024×768 픽셀의 LCD(제품번호 L3T57S)를 사용하여 빛 패턴을 형성하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment according to the present invention, the LCD is a light pattern using a 1024 × 768 pixel LCD (product number L3T57S) used in a projector called CP-S225 of HITACHI, but is not limited thereto.
상기 광전기유체소자(100)는 첨부된 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 광전기유체소자(100)의 구조 및 내부를 나타낸 단면도이다.The
상기 광전기유체소자(100)는 광전도성층(110), 접지전극층(120) 및 스페이스층(130)으로 구성되고, 필요에 따라서 중간층(미도시), 보호층(미도시),시료 주입구(미도시) 및 미세유체유로(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 광전기유체소자(100)의 형상에 제한은 없으나, 직육면체의 형태의 광전기유체소자인 것이 바람직하고, 또한 공정 및 구동 조건에 따라서 조절될 수 있으나, 상기 광전도성층과 접지전극층의 두께는 0.5 mm 내지 1 mm이고, 스페이스층의 높이는 0.005 mm 내지 0.3 mm 인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is no limitation on the shape of the
상기 광전도성층(110)은 빛 패턴(A)이 조사되는 면에 위치하고 빛 패턴(A)이 조사되는 영역에만 전류가 도통되는 것을 특징으로 하고, 상기 광전도성층은 기판(111), 전극(112), 광전도성 물질(113)로 구성된다.The
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 공정 및 구동 조건에 따라서 조절될 수 있으나 상기 기판의 두께는 0.35 mm 내지 0.7 mm이고, 전극의 두께는 10 nm 내지 1000 nm이며, 광전도성 물질의 두께는 800 nm 내지 3000 nm인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, it can be adjusted according to the process and driving conditions, but the thickness of the substrate is 0.35 mm to 0.7 mm, the thickness of the electrode is 10 nm to 1000 nm, the thickness of the photoconductive material is 800 nm It is preferable that it is to 3000 nm.
상기 전극(111)은 상기 전원장치를 통하여 전압이 인가된다. 한편, 상기 빛 패턴 또는 상기 출력 신호가 상기 기판 또는 상기 전극을 통과하여 상기 광전도성 물질로 입사될 경우, 상기 기판은 유리 기판을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 상기 전극(112)은 ITO(indium tin oxide), 금 박막(gold thin film) 등의 투명한 전도성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.Voltage is applied to the electrode 111 through the power supply device. On the other hand, when the light pattern or the output signal is incident to the photoconductive material through the substrate or the electrode, the substrate is most preferably using a glass substrate, the
상기 광전도성 물질(113)은 빛 패턴(A)이 조사된 특정 영역에만 전류를 도통시킴으로써 상기 시료 내에 전기장을 형성시키는 포토트랜지스터(phototransistor)의 특성을 지닌다. 이러한 광전도성 물질은 수소화된 진성의 비정질 실리콘 (hydrogenated intrinsic amorphous silicon), 황화 카드늄(CdS) 또는 npn 포토트랜지스터 등과 같은 광전도성 물질들로 이루어질 수 있다.The
상기 광전도성물질과 상기 전극 간의 접촉 저항을 줄이고 상기 광전도성층의 특성을 극대화시키기 위해 상기 광전도성물질과 상기 전극 사이에 중간층을 포함할 수도 있는데, 이 때 중간층은 도핑된 비정질 실리콘(doped amorphous silicon), 알루미늄(aluminum) 또는 몰리브덴(molybden) 중 하나로 이루어질 수 있다.In order to reduce the contact resistance between the photoconductive material and the electrode and maximize the characteristics of the photoconductive layer, an intermediate layer may be included between the photoconductive material and the electrode, wherein the intermediate layer is doped amorphous silicon. ), Aluminum or molybdenum.
또한, 상기 광전도성물질을 보호하기 위한 보호층이 상기 광전도성층와 상기 스페이스층 사이에 위치할 수 있다. 이러한 보호층은 질소화 실리콘(silicon nitride), 산화 실리콘(silicon dioxide) 중 하나로 이루어질 수 있다.In addition, a protective layer for protecting the photoconductive material may be located between the photoconductive layer and the space layer. The protective layer may be made of one of silicon nitride and silicon dioxide.
상기 접지전극층(120)은 광전도성층과 대향되는 면에 위치하고 광전도성층에 인가되는 전압으로부터 상기 시료에 전기장을 형성하는 것을 특징으로 한다.The
상기 접지전극층(120)은 기판(121)과 전극(122)으로 이루어져 있고, 상기 전극(122)은 상기 전원장치를 통하여 전압이 인가된다.The
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 공정 및 구동 조건에 따라서 조절될 수 있으나 상기 기판의 두께는 0.35 mm 내지 0.7 mm이고, 전극의 두께는 10 nm 내지 1000 nm인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, it can be adjusted according to the process and driving conditions, but the thickness of the substrate is 0.35 mm to 0.7 mm, the thickness of the electrode is preferably 10 nm to 1000 nm.
한편, 상기 빛 패턴 또는 상기 출력 신호(C)가 상기 기판(121) 또는 상기 전극(122)을 통과하여 상기 광전도성 물질로 입사될 경우, 상기 기판(121)은 유리 기판을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 상기 전극(122)은 ITO(indium tin oxide), 금 박막(gold thin film) 등의 투명한 전도성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, when the light pattern or the output signal (C) is incident to the photoconductive material through the
한편, 상기 광전도성층(110) 및 접지전극층(120)의 투명도는 상기 빛 패턴(A)의 조사방향 및 시료 신호의 출력 방향에 의존하는데, 상기 빛 패턴의 조사방향이나 시료로부터 나오는 신호의 출력방향 또는 신호 검출기(600)가 배치된 방향에 존재하는 층의 전극은 투명한 전도성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the transparency of the
상기 스페이스층(130)은 시료가 주입되고 전압과 빛 패턴의 인가시 전기장이 형성되고 전기동역학적 현상이 발생하는 것을 특징으로 한다.The
상기 시료는 지지층이 되는 미세입자(141), 분석 대상 물질(142), 측정을 위한 프로브 미세입자(143)로 구성된다. 이 때 상기 지지층이 되는 미세입자와 상기 프로브 미세입자는 상기 대상물질을 매개로 하여 면역복합체(140)를 형성할 수 있다.The sample is composed of
상기 스페이스층(130)에 주입되는 상기 시료의 양이 수백 나노리터 이하인 경우에도 본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치로 항원의 검출이 가능하나, 본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 시료의 주입량은 500 nL 이상 인 것이 바람직하다. 상기 시료의 주입량은 상기 분석 대상 물질의 농도, 상기 스페이스 층의 높이, 상기 빛 패턴의 면적 등에 의존한다. 상기 시료에 상기 분석 대상 물질이 수 아토몰 이하로 매우 적게 존재하더라도, 상기 빛 패턴에 의해 제어되는 상기 전기동역학적 현상을 이용하여 상기 분석 대상 물질 및 상기 프로브 미세입자의 농축이 가능하고, 반응 시간과 혼합 방식도 자유자재로 제어가 가능하다는 특징이 있다. 상기 농축 및 혼합은 10 kHz 이하의 교류 전기장 하에서 발생하는 전기삼투 유동을 이용하여 시료를 혼합하고 농축하는 것이 바람직하다.Even when the amount of the sample injected into the
상기 시료 또한 다수의 시료를 동시에 주입하여 각 시료 내에 존재하는 여러 종류의 항원을 동시에 검출할 수도 있다. 이 때 상기 여러 개의 시료를 이격시키기 위해 미세구조물(미도시) 또는 초소수성 물질(미도시)을 상기 광전도성층(110)과 상기 접지전극층(120) 사이에 형성시킬 수 있다. 추가적으로 각 시료를 주입하기 위한 주입구(미도시)를 포함할 수 있으며, 각 시료를 이동시키기 위한 미세유체유로(미도시)를 포함할 수도 있다.The sample may also be injected simultaneously with a plurality of samples to detect several kinds of antigens present in each sample at the same time. In this case, a microstructure (not shown) or a superhydrophobic material (not shown) may be formed between the
상기 미세입자(141)는 폴리스티렌, 라텍스 등의 폴리머 미세입자일 수 있으며, 상기 대상물질(142)은 항원-항체, DNA, RNA 및 단백질 중 하나 이상일 수 있고, 상기 프로브 미세입자로는 형광 나노입자, 라만 산란을 일으키는 물질로 라벨링(labeling)이 된 금속 나노입자 등일 수 있다.The
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치에서는 상기 전원장치(700)를 이용하여 전압을 인가하고 빛 패턴(A)을 조사하게 되면, 상기 스페이스층(130) 내부에 전기장이 형성되고, 전기동역학적 현상들이 발생하게 된다.In the photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device according to the present invention, when a voltage is applied using the
상기 전기동역학적 효과에는 유전영동(DEP; dielectrophoresis), 교류 전기삼투(ACEO; AC electroosmosis), 전기영동 (electrophoresis) 등이 있다.The electrodynamic effects include dielectrophoresis (DEP), AC electroosmosis (ACEO), electrophoresis and the like.
상기 유전영동이란, 불균일한 전기장 내에서, 유전체가 전자기 유도현상에 의해 전기 쌍극자(electric dipole)를 띄고, 이것에 의해 힘을 받아 움직이는 현상이다. 이러한 입자의 이동은 입자와 입자 주변의 액체 간의 유전율(permittivity) 차이에 의해 그 방향이 결정되고, 입자의 크기(반지름의 세제곱에 비례) 및 전기장 구배(전기장 제곱의 구배에 비례)의 크기가 그 이동 속도에 영향을 미치게 된다. Dielectric behavior is a phenomenon in which a dielectric exhibits an electric dipole due to an electromagnetic induction phenomenon and is moved by force in a non-uniform electric field. The movement of these particles is determined by the difference in permittivity between the particles and the liquid around them, and the size of the particles (proportional to the cube of the radius) and the magnitude of the electric field gradient (proportional to the gradient of the square of the electric field). This will affect the speed of movement.
상기 유전영동에는 전기장이 약한 방향(빛이 조사된 방향의 반대방향)으로 미세 입자들이 움직이는 음(negative)의 유전영동과 전기장이 강한 방향(빛이 조사된 방향)으로 미세 입자들이 움직이는 양(positive)의 유전영동이 있다. 이러한 유전영동의 성질은 유체의 종류, 미세입자 및 분자의 종류, 교류전압 신호의 주파수 등에 의해 달라질 수 있다.The dielectrophoresis includes negative dielectric movements in which the fine particles move in a direction in which the electric field is weak (the opposite direction to the direction of light irradiation) and positive movements of the fine particles in a direction in which the electric field is strong (the direction in which the light is irradiated). ) There is genetic activity. The nature of the electrophoresis may vary depending on the type of fluid, the type of microparticles and molecules, and the frequency of the AC voltage signal.
상기 교류 전기삼투란 불균일한 전기장 내에서, 유체 내부의 이온들이 전극 표면과 액체 계면에 얇은 전기 이중층(electric double layer)을 형성하게 되고, 전압에 의해 형성된 정접 전기장(tangential electric field)의 영향으로 전극 표면을 따라 유체가 이동하는 현상이다.In the non-uniform electric field of the alternating electroosmotic, ions in the fluid form a thin electric double layer on the surface of the electrode and the liquid interface, and under the influence of a tangential electric field formed by voltage This is a phenomenon in which fluid moves along the surface.
이러한 전기삼투 현상은 전기장이 센 방향, 즉 상기 빛 패턴이 조사된 방향으로 유동(131)을 일으켜, 빛 패턴의 가장 자리에서 와류(vortex)를 일으키는 특징이 있으며, 물질들의 빠른 농축 또는 빠른 분산을 유도한다. 상기 전기삼투에 의한 농축 및 분산 특성은 교류전압 신호의 주파수 및 물질 또는 매질의 종류, 크기, 전하량 등 다양한 물리적, 화학적 특성에 의존한다.The electroosmotic phenomenon causes a
이 외에도 중력(gravity force)과 정전기적 상호작용 (electrostatic interactions)이 상기 시료의 거동에 영향을 미칠 수 있다.In addition, gravity force and electrostatic interactions can affect the behavior of the sample.
상기 정전기적 상호작용이란, 전기장 하에서 유전체에 유도된 전하에 의해 두 개 이상의 개체 사이에 작용하는 힘으로써, 서로 밀어내거나 당기는 특성이 있다. 두 유전물질의 위치가 전기장 방향에 수직한 평면에 평행하게 위치할 때를 제외하고는 서로 당기는 인력이 발생한다. 정전기적 상호작용도 유전영동과 마찬가지로, 유체의 종류, 미세입자 및 분자의 종류, 교류전압 신호의 주파수 등에 의해 달라질 수 있다.The electrostatic interaction is a force acting between two or more entities by electric charges induced in the dielectric under an electric field, and has characteristics of pushing or pulling each other. Pulling forces occur except when the two dielectric materials are located parallel to a plane perpendicular to the direction of the electric field. Like electrophoresis, electrostatic interactions may vary depending on the type of fluid, the type of microparticles and molecules, and the frequency of the AC voltage signal.
상기 여러 가지 현상들이 복합적으로 작용하여 상기 시료의 거동에 영향을 미치게 된다. 이 때 상기 시료의 거동은 상기 전원장치로부터 인가된 전압의 크기와 주파수, 상기 빛 패턴에 의존하며, 따라서 상기 미세유체제어 소자는, 반응, 세척, 검출 등의 여러 단계를 거치는 면역분석을 전압과 빛 패턴 조작을 통하여 자유자재로 제어할 수 있도록 하는 특징이 있다. 최종적으로는 상기 면역분석을 통해 나오는 출력 신호를 광학적 또는 전자적으로 검출하여 상기 시료에 존재하는 대상물질의 종류와 양을 검출하는데 그 목적이 있다.The various phenomena act in combination to affect the behavior of the sample. At this time, the behavior of the sample depends on the magnitude and frequency of the voltage applied from the power supply device and the light pattern. Thus, the microfluidic control device performs an immunoassay that undergoes various steps such as reaction, washing, and detection. There is a feature that can be controlled freely through the light pattern manipulation. Finally, the purpose of the present invention is to detect the type and amount of the target substance present in the sample by optically or electronically detecting the output signal from the immunoassay.
도 2와 같이 상기 광전도성층(110)이 상기 접지전극층(120) 위에 위치할 경우에는 수 마이크로미터 이상의 미세입자의 경우 일반적으로 음의 유전영동과 중력의 영향으로 빛 패턴이 조사되지 않은 영역으로 밀려나게 되고, 100 나노미터 이하의 나노입자의 경우에는 중력이나 유전영동력의 영향을 거의 받지 않고, 교류전기삼투 유동에 의해 빛 패턴 방향으로 모이는 특징이 있다. 또한 금속 나노입자나 생체분자의 경우에는 약한 양의 유전영동력의 영향도 받기 때문에 빛 패턴이 조사된 영역에 모이는 특징이 있다.As shown in FIG. 2, when the
따라서, 상기 시료와 같이 지지층이 되는 미세입자(141), 분석 대상 물질(142), 측정을 위한 프로브 미세입자(143)를 상기 광전기유체소자(100)에 주입하고 전압을 인가한 후 빛 패턴(A)을 조사하게 되면, 미세입자의 경우 빛 패턴이 조사되지 않은 영역으로 모이게 되고, 대상물질 및 프로브 미세입자의 경우 빛 패턴 방향으로 씻겨나가게 된다. 따라서 대상물질을 매개로 하여 미세입자에 붙은 프로브 미세입자만을 검출할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the
상기 미세입자는 폴리스티렌, 라텍스 등의 폴리머 미세입자를 사용할 수 있으며, 상기 대상물질은 단백질 및 DNA 중 하나 이상일 수 있다. 상기 프로브 미세입자로는 형광 나노입자, 라만 산란을 일으키는 물질로 라벨링(labeling)이 된 금속 나노입자 등을 사용할 수 있다. 상기 대상물질의 양을 알기 위해서는 형광 나노입자의 경우 형광 신호의 크기를 측정해야 하며, 상기 금속 나노입자의 경우 상기 나노입자에 붙은 라만 산란을 일으키는 물질의 라만 신호가 금속 나노입자에 의해 증폭되는 표면증강 라만산란(SERS;surface-enhanced Raman scattering) 신호를 측정해야 한다. 이 때 여러 종류의 프로브 미세입자를 사용함으로써 동시에 여러 종류의 대상물질을 검출할 수 있다는 특징이 있다.The microparticles may be polymer microparticles such as polystyrene and latex, and the target material may be one or more of protein and DNA. As the probe microparticles, fluorescent nanoparticles, metal nanoparticles labeled with a material causing Raman scattering, and the like may be used. In order to know the amount of the target material, the size of the fluorescence signal should be measured in the case of fluorescent nanoparticles, and in the case of the metal nanoparticles, the surface of the Raman signal of the material causing the Raman scattering attached to the nanoparticles is amplified by the metal nanoparticles. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) signals should be measured. In this case, by using several kinds of probe microparticles, there is a characteristic that several kinds of target substances can be detected at the same time.
상기 전원장치(700)는 상기 광전기유체소자(100)에 전압을 인가하는 장치로서, 전원장치에 의해서 인가된 전압에 의해서 광전기유체소자에서 전기장이 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 전원장치는 교류 전원장치 또는 직류전원장치일 수 있으며, 교류 전원장치를 사용할 경우에 주파수의 전압크기 뿐만 아니라 신호의 모양 및 오프셋(offset) 전압도 조절할 수 있다.The
도 3은 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치를 보다 상세하게 나타낸 개념도이다.Figure 3 is a conceptual diagram showing in more detail the photoelectrofluid control immunoassay device according to the present invention.
본 발명에 따른 바람직한 구현예에 의하면 본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 광원(200), 패턴형성장치(300), 광전기유체소자(100) 및 전원장치(700) 구성에 집광렌즈(400), 검출용 광원(500), 신호 검출기(600), 컴퓨터(800), 스테이지(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the optoelectronic fluid controlled immunoassay device according to the present invention includes a
상기 패턴형성장치(300)와 상기 광전기유체소자(100)사이에서 패턴형성장치(300)에 의해 형성된 빛 패턴(203)을 상기 광전기유체소자(100)에 집광시키기 위한 집광 렌즈(400)가 더 구비되고, 상기 패턴형성장치는 장치 드라이버(310)를 통해 컴퓨터(800)로 조정가능하며 이를 통해서 자동화된 영상 조작이 가능하다.A
상기 집광렌즈(400)는 10배, 20배, 40배, 50배 대물렌즈를 사용할 수 있고, 이러한 렌즈는 다수 개 일 수 있으며, 상기 빛 패턴을 상기 광전기유체소자에 조사할 수 있도록 서로 다른 복수의 렌즈로 구성할 수 있다.The
상기 광전기유체소자(100)는 스테이지(900)상에 위치하고, 상기 스테이지는 자동화를 위한 모터(미도시)을 더 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 스테이지는 상기 집광렌즈(400)를 통해 조사되는 빛 패턴 영역을 변화시켜 시료를 농축시킬 수 있도록 상하좌우로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 광전기유체소자 내에서 상기 빛 패턴에 의해 면역분석이 수행되고 나면, 빛 패턴과 시료의 광-물질 반응을 광학적으로 관찰하기 위한 검출용 광원(500)을 더 포함할 수 있다.In the photoelectron fluid controlled immunoassay device of the present invention, after an immunoassay is performed by the light pattern in the photoelectric fluid device, the
상기 면역분석이란, 시료 내의 미세입자, 프로브 미세입자 및 항원-항체 대상물질을 조사된 빛 패턴과 광 반응시킨 후, 미세입자가 결합된 분석 대상 물질과 미세입자가 결합되지 않은 대상 물질을 분석하는 과정이다.The immunoassay means that the microparticles, the probe microparticles and the antigen-antibody target material in the sample are photoreacted with the irradiated light pattern, and then the target material to which the microparticles are bound and the target material to which the microparticles are not bound are analyzed. It is a process.
상기 검출용 광원(500)은 백색광 또는 특정 파장 분포를 지니는 하나 이상의 레이저(laser)광을 출력하거나, 상기 시료에 빛을 간헐적 또는 지속적으로 조사할 수 있는 하나 이상의 광 초퍼(chopper) 또는 펄스 레이저(pulse laser)를 출력할 수 있다. 이러한 광원은 상기 시료에 입사광(B)을 조사하여 형광(fluorescence) 발광, 파장별 빛 흡수 등의 물질 전자 상태에 의한 신호를 출력시키거나, 라만 산란(Raman scattering), IR 흡수(infrared absorption) 등의 물질 진동 상태에 의한 출력신호(C)를 출력시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.The
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 검출용 광원(500)은 파장의 범위가 480 nm 내지 670 nm인 레이저이거나, 상기 파장 대역 중 특정 영역의 필터를 갖춘 할로겐 램프인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 입사광(B)에 의하여 발생하는 물질 전자 상태 또는 물질 진동 상태에 의한 신호를 검출하기 위한 신호 검출기(600)를 더 포함할 수 있다.The photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device of the present invention may further include a
상기 신호 검출기(600)는 상기 시료의 형광(fluorescence) 발광, 파장별 빛 흡수 등의 물질 전자 상태에 의한 신호를 검출하거나, 라만 산란(Raman scattering), IR 흡수(infrared absorption) 등의 물질 진동 상태에 의한 신호를 검출한다. 이러한 상기 신호 검출기(600)로는 CCD(charge coupled device), 포토다이오드, 광전자 증백관(photomultiplier tube) 및 빛의 파장 분석이 가능한 스펙트로미터(spectrometer)중 어느 하나일 수 있다. 상기 신호 검출기는 수신된 신호를 처리하고 저장하여 데이터를 생성하는 신호프로세서를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.The
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 검출을 위한 입사광(B)을 상기 광전자유체소자 내에 조사하고, 그로부터 발생하는 출력 신호(C)를 상기 신호 검출기에 전달하기 위한 집속 렌즈(520)와 제 1 미러(530) 및 제 2 미러(540)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The photoelectrofluid controlled immunoassay device of the present invention includes a first focusing
상기 검출용 광원(500)으로부터 출력된 입사광(B)이 상기 광전기유체소자 및 상기 시료에 조사되도록 입사광을 반사하는 제 1 미러(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 시료로부터 출력된 출력신호(C)가 상기 신호 검출기(600)로 반사되도록 하는 제 2 미러(540)를 더 포함할 수 있다.And a
상기 집속 렌즈(520)는 상기 검출용 광원(500)으로부터 출력되는 입사광(B)을 상기 시료에 집속한다. 본 발명에서 사용되는 렌즈는 10배, 20배, 40배, 50배 대물렌즈를 사용할 수 있고, 이러한 렌즈는 다수 개 일 수 있으며, 상기 집속 렌즈는 검출용 광원으로부터 출력된 빛을 집속시키는 렌즈와 상기 시료를 관찰하기 위한 렌즈로 각각 서로 다른 복수의 렌즈로 구성할 수 있다.The focusing
상기 제 2 미러(540)는 상기 시료로부터 출력된 출력신호(C)가 상기 신호 검출기(600)로 반사되도록 구성된다. 상기 제 2 미러는 빔 스플리터(beam splitter)로 대체하여 구성할 수 있고, 이색거울(dichromatic mirror)일 수 있다.The
상기 검출용 광원(500)은 입사광의 조사시간을 조절하는 셔터(550)를 더 포함하고, 상기 신호검출기(600)는 상기 출력신호의 수신시간을 조절하는 셔터를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 검출용 광원의 입사광(B)으 조사시간은 10 msec 이상이고, 상기 상기 신호 검출기의 출력신호(C) 수신시간은 10 msec 이상인 것이 바람직하다. 상기 신호 검출기의 출력신호(C)의 수신시간이 길수록 상기 출력신호의 크기는 커지게 되며, 결과적으로 상기 분석 대상 물질의 검출 감도가 높아지게 된다. 상기 검출용 광원의 입사광(B)이 레이저일 경우에는 그 세기가 100 W/cm2 이하 인 것이 바람직하며, 광원의 세기가 너무 세고 상기 입사광(B)의 조사시간이 너무 길 경우에는 시료의 국지적 온도 변화로 인해 전열효과에 의한 유동이 일어날 수 있다. 이러한 전열효과에 의한 유동은 상기 반응 및 혼합이 더 잘 일어나도록 할수도 있으나, 온도에 민감한 면역분석의 특성상 이러한 온도변화는 일어나지 않도록 하는 것이 더욱 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the irradiation time of the incident light B of the detection light source is 10 msec or more, and the reception time of the output signal C of the signal detector is 10 msec or more. As the reception time of the output signal C of the signal detector is longer, the magnitude of the output signal is increased, and as a result, the detection sensitivity of the analyte is increased. When the incident light B of the detection light source is a laser, its intensity is preferably 100 W / cm 2 or less, and when the intensity of the light source is too high and the irradiation time of the incident light B is too long, the locality of the sample is The change in temperature may cause flow due to the heat transfer effect. This heat transfer effect may allow the reaction and mixing to occur better, but it is more desirable that such temperature change does not occur due to the nature of the temperature-sensitive immunoassay.
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 전원이 인가된 상태에서 상기 입사광(B)을 상기 광전기유체소자(100)에 조사하면 전기장 형성에 영향을 주기 때문에 면역반응이 끝난 후, 전압이 차단된 이후에 상기 광전기유체소자에 입사광(B)조사하는 것을 특징으로 하고, 이를 위하여 상기 입사광(B)을 상기 검출용 광원(500)에 추가로 구비한 필터와 셔터(550)에 의해서 입사광의 조사를 제어할 수 있다.In the photoelectromagnetic fluid controlled immunoassay device of the present invention, when the incident light B is irradiated to the photoelectromagnetic
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 출력신호(C)를 상기 신호 검출기(600)에 추가로 구비한 필터 또는 핀홀(570)을 통해 상기 신호 검출기(C)로 입력하여 전자신호로 변환시켜 그 분석결과를 나타낸다.The photoelectron fluid immunoassay device of the present invention converts the output signal (C) into the signal detector (C) through a filter or
상기 신호 검출기(600)는 셔터(560)를 추가로 구비하여 출력신호가 검출되는 시간을 조절할 수 있다. 상기 셔터(560)를 오래 열어둘수록 상기 출력 신호가 더 많이 상기 신호 검출기로 입력되고, 더 큰 신호가 측정된다.The
본 발명의 광전자유체제어 면역분석장치는 상기 광원(200), 검출용 광원(500), 셔터(550, 560), 스테이지(900), 신호 검출기(600) 등을 상기 컴퓨터(800)에 추가로 구비한 제어모듈(810)을 통하여 동기화시켜 자동으로 조정할 수 있다.The photoelectron fluid immunoassay device further includes the
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치의 일 작동예는 다음과 같다.One operation of the photoelectrofluid controlled immunoassay device according to the present invention is as follows.
광원(200)으로부터 빛이 조사되고, 상기 빛은 조사되는 경로에 위치한 패턴형성장치(300)에 의해서 그 패턴이 변화되고, 변화된 빛 패턴(A)은 집광렌즈(400)를 통과하며, 상기 집광렌즈를 통과한 빛 패턴(A)은 분석대상물질을 포함하는 시료가 주입된 광전기유체소자(100)에 조사되고, 스테이지(900)가 상하 수직이동 및 좌우 수평이동하여 광전기유체소자에 조사되는 빛 패턴의 초점과 조사 영역을 이동시켜 광전기유체소자(100)의 일부 및/또는 전체에 빛 패턴이 조사되고, 전원장치에 의해서 광전기유체소자에 전원이 인가되면 광전기유체소자 내 시료가 주입되는 스페이스층(130)에서 전기장이 형성되며, 전기장이 형성된 스페이스층에서 상기 빛 패턴과 시료가 반응한다.The light is irradiated from the
시료는 미세입자, 프로브 미세입자 및 분석 대상 물질을 포함하는 것으로서, 빛 패턴이 조사되고 특정 주파수를 인가하는 전압이 인가되어 전기장이 형성되는 영역에서 미세입자의 경우 빛 패턴이 조사되지 않은 영역으로 모이게 되고, 대상물질 및 프로브 미세입자의 경우 빛 패턴 방향으로 씻겨나가는 면역분석 과정을 수행한다.The sample includes microparticles, probe microparticles, and analyte, and the light pattern is irradiated and a voltage applied to a specific frequency is applied so that the electric field is formed in the area where the microparticles are collected in a region where the light pattern is not irradiated. In the case of the target material and the probe microparticles, an immunoassay is performed to wash away the light pattern.
상기 면역분석이 수행된 이후 전원장치를 차단하여 광전기유체소자에 인가된 전압을 차단하고, 면역분석 결과를 광학적으로 관찰하기 위하여 검출용 광원(500)으로부터 입사광(B)을 시료에 조사하고, 상기 입사광과 형광 나노입자, 라만 산란을 일으키는 물질이 라벨링된 프로브 미세입자가 반응하여 물질 전자 상태 및 물질 진동 상태의 변화로 인한 신호가 출력되며, 이러한 출력신호(C)를 신호 검출기(600)에 의해서 검출한다. 입사광(B)은 셔터(550)에 의해서 그 조사시간이 조절되고, 출력신호(C)는 셔터(560)에 의해서 수신시간이 조절되고, 필터를 거쳐서 검출기에 나타난다.After the immunoassay is performed, the power supply device is cut off to cut off the voltage applied to the photovoltaic fluid device, and the incident light B is irradiated onto the sample from the
상기 광원, 패턴형성장치, 스테이지, 전원장치, 검출용 광원, 셔터 및 신호 검출기는 제어모듈에 의해서 동기화되어 컴퓨터로 자동 조정이 가능하고, 이에 의해서 자동화된 시스템에 의해서 시료의 반응, 농축, 세척 및 검출을 조작하여 항원 등의 분석 대상 물질을 검출할 수 있다.The light source, the pattern forming device, the stage, the power supply, the detection light source, the shutter, and the signal detector are synchronized by the control module and can be automatically adjusted by a computer, whereby the reaction, concentration, cleaning and Detection can be manipulated to detect analytes, such as antigens.
도 4는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법의 과정을 나타낸 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법은 시료 주입 단계(a), 빛 패턴 조사 단계(b), 전압 인가 단계(c), 반응 단계(d), 농축 단계(e), 세척단계(미도시), 검출용 입사광 조사 단계(f) 및 신호검출단계(g)를 포함한다.4 is a flow chart showing the process of the photoelectrofluid controlled immunoassay method according to the present invention. As shown in FIG. 4, the photoelectron fluid immunoassay method according to the present invention includes a sample injection step (a), a light pattern irradiation step (b), a voltage application step (c), a reaction step (d), and a concentration step (e). ), A washing step (not shown), a detection incident light irradiation step (f), and a signal detection step (g).
본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에 관련하여서는 장치에 대한 설명에서 상술한 바 있으므로, 여기서는 차이가 있는 특징에 대해서 설명하고 동일한 내용에 대해서는 간략하게 설명한다.The photoelectrofluid controlled immunoassay method according to the present invention has been described above in the description of the apparatus. Here, the differences will be described and the same contents will be briefly described.
상기 시료 주입 단계(a)는 광전기유체소자의 스페이스층에 연통된 시료 주입구(미도시)를 통하여 분석대상물질을 포함한 시료를 주입한다.In the sample injection step (a), a sample including an analyte is injected through a sample injection hole (not shown) connected to the space layer of the optoelectronic fluid device.
상기 빛 패턴 조사 단계(b)는 광원으로부터 출력된 빛의 경로에 위치한 상기 패턴형성장치에 의해서 패턴이 변화된 빛 패턴(A)을 광전기유체소자에 조사한다.In the light pattern irradiating step (b), the light pattern A whose pattern is changed by the pattern forming apparatus positioned in the path of light output from the light source is irradiated to the optoelectronic fluid element.
상기 광원은 특정 파장 분포를 지니는 하나 이상의 레이저(laser) 광을 출력하거나, 가시광을 출력할 수 있다. 상기 빛 패턴은 상기 광전기유체소자의 특정 영역에 전류를 도통시켜 전기장을 형성시키도록 하며, 상기 빛 패턴을 조작하여 상기 전기장의 형태를 자유자재로 조작할 수 있다. 또한 이를 통해 상기 시료의 운동을 전기동역학적 원리를 이용하여 자유자재로 제어할 수 있다.The light source may output one or more laser lights having a specific wavelength distribution, or may output visible light. The light pattern conducts a current to a specific region of the photovoltaic fluid element to form an electric field, and manipulates the light pattern to freely manipulate the shape of the electric field. In addition, the motion of the sample can be freely controlled using electrodynamic principles.
이러한 광원은 상기 시료에 빛 패턴(A)을 조사하여 형광(fluorescence) 발광, 파장별 빛 흡수 등의 물질 전자 상태에 의한 신호를 출력시키거나, 라만 산란(raman scattering), IR 흡수(infrared absorption) 등의 물질 진동 상태에 의한 신호를 출력시킬 수 있다.The light source irradiates the light pattern (A) to the sample to output a signal due to a material electronic state such as fluorescence emission, light absorption for each wavelength, or Raman scattering or IR absorption. It is possible to output a signal due to a vibration state of a substance or the like.
상기 빛 패턴(A)은 상기 패턴형성장치(300)에 의해 패턴이 변화되는 것을 특징으로 하고 있는데, 상기 패턴형성장치로는 LCD(liquid crystal display), DMD(digital micromirror device), PDP, OLED 또는 조리개 등을 이용할 수 있고 패턴형성장치는 빛 패턴을 상기 광전기유체소자에 집광시키기 위한 집광 렌즈(400)를 포함할 수 있다.The light pattern (A) is characterized in that the pattern is changed by the
상기 빛 패턴 조사 단계에서는 스테이지(900)에 의해서 상기 광전기유체소자의 위치가 이동하여 상기 빛 패턴(A) 광전기유체소자의 일부 영역에 빛 패턴이 조사되는 것을 특징으로 한다.In the light pattern irradiation step, the position of the photovoltaic fluid element is moved by the
상기 전압 인가 단계(c)는 전원장치(700)에 의해서 상기 광전기유체소자(100)에 전압을 인가한다. 상기 전원장치는 교류 전원장치 또는 직류전원장치일 수 있으며, 교류 전원장치를 사용할 경우 주파수의 전압크기 뿐만 아니라 신호의 모양 및 오프셋(offset) 전압도 조절할 수 있다.In the voltage applying step (c), a voltage is applied to the
상기 반응 단계(d)는 상기 인가된 전압과 조사된 빛 패턴에 의해서 광전기유체소자 내 시료에 전기장을 형성하고, 시료들이 유동을 일으켜서 항원-항체 반응을 유발하는 단계이다.The reaction step (d) forms an electric field in the sample in the photovoltaic fluid device by the applied voltage and the irradiated light pattern, and causes the samples to flow to induce an antigen-antibody reaction.
상기 농축 단계(e)는 상기 광전기유체소자의 일부에 빛 패턴을 조사하는 것을 특징으로 하여, 상기 빛 패턴이 조사되는 영역을 이동시켜서 항원-항체 반응된 시료들을 빛 패턴이 조사되는 영역으로 모이도록 농축하는 단계이다.The concentration step (e) is characterized in that to irradiate a light pattern on a portion of the optoelectronic fluid device, to move the region to which the light pattern is irradiated to collect the antigen-antibody reaction samples to the region where the light pattern is irradiated Concentration.
상기 반응 단계(d) 및 농축 단계(e)에서는 일반적으로 유전영동이 잘 일어나거나, 유전영동과 전기삼투 유동이 함께 발생하는 1 kHz ~ 1 MHz 범위의 주파수가 사용될 수 있다.In the reaction step (d) and the concentration step (e), generally, electrophoresis occurs well, or a frequency in the range of 1 kHz to 1 MHz in which both the electrophoresis and the electroosmotic flow occur may be used.
상기 세척 단계(미도시)는 반응이 덜 된 프로브 미세입자와 대상물질들을 빛 패턴이 조사된 방향 또는 반대 방향으로 교류삼투유동에 의해서 씻겨나가게 하는 단계이다.The washing step (not shown) is a step of washing the probe microparticles and the target material less reacted by alternating osmotic flow in the direction in which the light pattern is irradiated or in the opposite direction.
상기 검출용 입사광 조사 단계(f)는 분석 대상 물질을 매개로 하여 미세입자에 결합된 프로브 미세입자의 양을 광학적, 전자적으로 관찰 및 검출하기 위하여 입사광을 시료에 조사하는 단계이다.The detecting incident light irradiation step (f) is a step of irradiating incident light onto a sample in order to optically and electronically observe and detect the amount of probe microparticles bound to the microparticles through an analyte.
이러한 입사광은 상기 시료에 빛 패턴(A)을 조사하여 형광(fluorescence) 발광, 파장별 빛 흡수 등의 물질 전자 상태에 의한 신호를 출력시키거나, 라만 산란(raman scattering), IR 흡수(infrared absorption) 등의 물질 진동 상태에 의한 신호를 출력시킬 수 있다.The incident light is irradiated with a light pattern (A) to the sample to output a signal due to a material electronic state such as fluorescence emission, light absorption for each wavelength, or Raman scattering, IR absorption (infrared absorption) It is possible to output a signal due to a vibration state of a substance or the like.
상기 세척 및 검출 단계에서는 세척을 위해 교류전기삼투 유동이 잘 일어나는 100 Hz ~ 1 kHz 의 주파수가 사용될 수 있고, 이 때 미세입자를 조립하거나 다시 한번 농축하기 위해 10 kHz ~ 100 kHz 주파수의 전압이 인가될 수도 있다.In the washing and detecting step, a frequency of 100 Hz to 1 kHz in which AC electroosmotic flow occurs well may be used for washing, and at this time, a voltage of 10 kHz to 100 kHz is applied to assemble or reconcentrate the fine particles. May be
본 발명에 따른 일 실시예에서는 1 kHz의 주파수를 인가하고 빛 패턴을 바깥쪽에서 안쪽으로 움직여서 미세입자와 대상물질, 프로브 미세입자의 반응을 촉진시키고, 미세입자를 농축을 시켰다. 이 때 미세입자는 음의 유전영동력과 교류전기삼투 유동, 중력의 영향으로 빛 패턴으로부터 멀어져 안쪽으로 농축되었다. 또한 그 과정에서 교류전기삼투 유동에 의해 시료의 혼합과 반응이 동시에 일어나게 된다. 이 때 반응을 일으키지 않은 대상물질과 프로브 미세입자는 교류삼투유동에 의해 씻겨져 빛 패턴 방향으로 나가게 된다. 이후에는 10 kHz 주파수의 전압을 인가하여 미세입자들이 음의 유전영동과 정전기적 상호작용에 의해 조립되도록 하여 검출이 용이하도록 하였다.In one embodiment according to the present invention by applying a frequency of 1 kHz and moving the light pattern from the outside to the inside to promote the reaction of the microparticles and the target material, probe microparticles, and concentrated the microparticles. At this time, the microparticles concentrated inward away from the light pattern under the influence of negative dielectric force, alternating electroosmotic flow, and gravity. In addition, the mixing and reaction of the sample occur simultaneously by the alternating current electroosmotic flow. At this time, the target material and the probe microparticles which do not cause a reaction are washed by the alternating osmotic flow and go out in the direction of the light pattern. Thereafter, a voltage of 10 kHz was applied to the microparticles to be assembled by negative dielectric and electrostatic interactions to facilitate detection.
상기 신호 검출 단계(g)는 상기 시료로부터 광-물질 상호작용에 의한 신호가 출력되고, 상기 신호가 검출기에 의해 검출되는 단계이다.The signal detecting step (g) is a step in which a signal by photo-material interaction is output from the sample, and the signal is detected by a detector.
상기 신호검출단계에서는 반응하지 않은 프로브 미세입자 및 분석 대상 물질은 빛 패턴이 조사된 방향 또는 그 반대 방향으로 이동하고, 분석 대상 물질을 매개로 하여 결합한 프로브 미세입자에 의해서 신호가 출력되고 그 출력신호를 검출기로 검출한다.In the signal detection step, the probe microparticles and the analyte to which do not react move in the direction in which the light pattern is irradiated or vice versa, and a signal is output by the probe microparticles coupled through the analyte. Is detected by a detector.
이 때 상기 신호 검출 단계에서 광 신호를 통해 상기 프로브 미세입자의 양을 측정한다면, 상기 조작을 위한 빛 패턴과 전원장치는 꺼지는 것이 바람직하다.In this case, if the amount of the probe microparticles is measured through the optical signal in the signal detecting step, the light pattern and the power supply for the manipulation are preferably turned off.
도 5는 본원 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치 및 방법에서대상물질의 유무에 따라 검출되는 출력 신호 파장별 강도의 형태를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the shape of the intensity of each output signal wavelength detected according to the presence or absence of the target material in the photoelectron fluid control immunoassay device and method according to the present invention.
상기 출력 신호(C)는 상기 프로브 미세입자로부터 나오는 신호로써 형광, 라만산란 등을 포함할 수 있다.The output signal C may be a signal from the probe microparticles and may include fluorescence, Raman scattering, and the like.
대상물질이 존재할 경우에는 상기 프로브 미세입자가 대상물질을 매개로 하여 상기 지지체가 되는 미세입자와 결합하게 되고, 세척과정 이후에도 지지체에 달라붙은 프로브 미세입자의 양에 따라 출력신호가 검출된다.When the target material is present, the probe microparticles are combined with the microparticles that become the support via the target material, and the output signal is detected according to the amount of probe microparticles that adhere to the support even after the washing process.
반면 대상물질이 존재하지 않을 경우에는 상기 프로브 미세입자가 상기 지지체가 되는 미세입자와 결합할 수 없기 때문에, 세척과정에서 모두 씻겨져 빛 패턴 방향으로 분리되게 된다. 이 때 상기 지지체가 되는 미세입자로부터 분리되어 나오는 프로브 미세입자의 출력신호는 측정되지 않는다.On the other hand, when the target material does not exist, the probe microparticles cannot bind to the microparticles that become the support, and thus are all washed and separated in the direction of the light pattern during the washing process. At this time, the output signal of the probe microparticles separated from the microparticles serving as the support is not measured.
결국 상기 출력 신호는 대상물질의 양에 따라 달라지며, 이러한 광전자유체제어 면역분석법을 이용하면 대상물질의 양과 종류를 빠르고 정확하게 자동으로 측정할 수 있다.As a result, the output signal varies depending on the amount of the target material, and the photoelectrofluid controlled immunoassay can quickly and accurately measure the amount and type of the target material.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에서 지지체가 되는 미세입자가 프로그램화된 영상 패턴에 의해 농축되는 과정을 시간순으로 나타낸 이미지이다.Figure 6 is an embodiment according to the present invention, in the photoelectrofluid controlled immunoassay method according to the present invention is an image showing a process in which the microparticles as a support is concentrated by a programmed image pattern in chronological order.
1 kHz 주파수를 인가하였을 때는 퍼져있던 미세입자들이 빛 패턴으로부터 멀어져 가운데 방향으로 농축되었고, 10 kHz 주파수를 인가하자, 서로 정전기적 인력에 의해 조립되고 음의 유전영동력에 의해 국소적으로 농축되는 것을 확인할 수 있다. 이 때 상기 미세입자보다 훨씬 크기가 작은 프로브 미세입자는 미세입자와 반응을 거친 후 빛 패턴 방향으로 세척된다.When the 1 kHz frequency is applied, the fine particles spread out from the light pattern are concentrated in the center direction, and when the 10 kHz frequency is applied, they are assembled by electrostatic attraction and locally concentrated by negative dielectric force. You can check it. At this time, the probe microparticles much smaller than the microparticles are washed in the direction of the light pattern after the reaction with the microparticles.
도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석방법에서 형광(적색) 나노입자를 프로브 미세입자로 사용하고, Biotin이 붙은 IgG (Immunoglobulin G)을 대상물질로 사용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다.Figure 7a to 7c is an embodiment according to the present invention, using fluorescent (red) nanoparticles as probe microparticles in the photoelectrofluid controlled immunoassay method according to the present invention, the biotin-attached IgG (Immunoglobulin G) target material The analysis results are shown as follows.
지지체가 되는 미세입자로는 6 마이크로미터 크기의 형광(초록색) 미세입자를 사용하였다. 상기 형광 나노입자는 상기 Biotin과 결합할 수 있도록 Neutravidin이 코팅되어 있다. 또한 상기 미세입자는 상기 IgG와 결합할 수 있도록 IgG에 대한 단일클론 항체가 코팅되어 있다. 결과적으로 상기 형광 나노입자와 상기 지지체가 되는 미세입자는 상기 대상물질인 IgG를 매개로 하여 면역복합체를 형성할 수 있다.6 micrometer-sized fluorescent (green) microparticles were used as the support particles. The fluorescent nanoparticles are coated with Neutravidin to bind with the Biotin. In addition, the microparticles are coated with a monoclonal antibody to IgG to bind to the IgG. As a result, the fluorescent nanoparticles and the fine particles serving as the support may form an immunocomplex through the IgG as the target material.
도 7a는 각기 다른 형광 필터를 사용하여 지지층이 되는 미세입자와 프로브 미세입자의 분포를 나타낸 이미지이다. 흰 점선으로 나타낸 부분은 빛이 조사되지 않은 영역, 즉 지지층이 되는 미세입자가 농축되고, 출력 신호를 검출하는 영역을 나타낸다. 따라서 흰 점선 내부는 세척이 된 영역이고, 그 외부는 세척이 되지 않은 영역으로 상기 지지층이 되는 미세입자와 면역복합체를 형성하지 않은 대상물질 및 프로브 미세입자들이 씻어져 나간 영역이다.Figure 7a is an image showing the distribution of the microparticles and probe microparticles serving as a support layer using different fluorescent filters. The part shown by the dotted white line shows the area | region which is not irradiated with light, ie, the area | region where the microparticles used as a support layer concentrate and detect an output signal. Therefore, the inside of the white dotted line is the washed area, the outside is the area that is not washed, the microparticles that serve as the support layer and the target material and the probe microparticles that do not form an immunocomplex are washed out.
도 7b와 7c는 각각 세척이 된 미세입자와 세척이 되지 않은 미세입자의 형광 밝기를 나타낸 이미지 및 그래프이다. 세척이 되지 않은 미세입자의 경우에는 상기 지지층이 되는 미세입자에 결합한 프로브 형광 나노입자의 양을 제대로 측정할 수 없는 반면에, 세척이 된 미세입자의 경우에는 상기 지지층이 되는 미세입자에 결합한 프로브 형광 나노입자의 양을 정확하게 측정할 수 있다.7b and 7c are images and graphs showing the fluorescence brightness of the washed fine particles and the unwashed microparticles, respectively. In the case of microparticles not washed, the amount of probe fluorescent nanoparticles bound to the microparticles serving as the support layer cannot be properly measured, whereas in the case of washed microparticles, the probe fluorescence bound to the microparticles serving as the support layer can be measured. The amount of nanoparticles can be accurately measured.
도 8a 내지 8b는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 특정한 라만산란 신호를 출력하는 라만 프로브 분자가 코팅된 나노입자를 프로브 미세입자로 사용하고, 암 표지물질인 AFP(alpha fetoprotein)을 대상물질로 사용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다. 지지체가 되는 미세입자로는 6 마이크로미터 크기의 형광(480 nm 출력) 미세입자를 사용하였다. 상기 은 나노입자는 상기 AFP와 결합할 수 있도록 AFP에 대한 다클론 항체가 코팅되어 있다. 또한 상기 미세입자는 상기 AFP와 결합할 수 있도록 AFP에 대한 단일클론 항체가 코팅되어 있다. 결과적으로 상기 나노입자와 상기 지지체가 되는 미세입자는 상기 대상물질인 AFP를 매개로 하여 면역복합체를 형성할 수 있다. 이 때 상기 지지체가 되는 미세입자에 붙은 상기 대상물질의 양을 상기 나노입자에서 출력되는 상기 라만산란 신호의 크기를 통해 추정할 수 있다.8A to 8B illustrate, according to an embodiment of the present invention, a nanoparticle coated with a Raman probe molecule that outputs a specific Raman scattering signal as a probe microparticle, and an AFP (alpha fetoprotein) that is a cancer marker as a target material. The analysis results are shown. 6 micrometer-sized fluorescence (480 nm output) microparticles were used as the support microparticles. The silver nanoparticles are coated with a polyclonal antibody against AFP to bind with the AFP. In addition, the microparticles are coated with a monoclonal antibody against AFP to bind with the AFP. As a result, the nanoparticles and the microparticles serving as the support may form an immunocomplex through the AFP which is the target material. At this time, the amount of the target material attached to the microparticles serving as the support may be estimated through the magnitude of the Raman scattering signal output from the nanoparticles.
이 때 라만산란이란, 특정 진동수를 지닌 광양자 에너지(hv)에 의해 분자의 진동 상태를 변화시키면서 다른 주파수의 광양자 에너지(hv')로 산란되는 현상이다. 이 때 라만 산란은 탄성 레일리 산란, 스토크스 라만 산란 및 안티-스토크스 라만 산란을 포함한다.At this time, the Raman scattering is a phenomenon in which the photon energy (hv) having a specific frequency is scattered by the photon energy (hv ') of a different frequency while changing the vibration state of the molecule. Raman scattering at this time includes elastic Rayleigh scattering, Stokes Raman scattering and anti-Stokes Raman scattering.
상기 라만산란 신호는 상기 나노입자가 금속물질일 경우에 표면증강 라만산란 효과 (surface-enhanced Raman scattering effect)에 의해 증폭이 될 수 있다.The Raman scattering signal may be amplified by a surface-enhanced Raman scattering effect when the nanoparticle is a metal material.
이러한 현상은 금속 표면에서의 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)과도 연관이 있다. 표면 플라즈몬은 유전체와 경계면을 형성하고 있는 금속 표면에 전기장을 인가하였을 때, 전기장 수직성분의 불연속성 때문에 생성된 표면전하들의 집단적 진동이 금속과 유전체의 경계면을 따라 진행되는 표면 전자기파를 의미한다. 이러한 현상을 나타내는 금속은 금, 은, 구리, 알루미늄 등과 같이 전자의 방출이 쉽고 음의 유전상수를 지니는 물질들이 주로 사용되고, 전기장을 인가하기 위한 전자기파로는 p-편광(p-polarization)을 지닌 표면 플라즈몬의 특성상 TM 편광된 전자기파가 이용된다.This phenomenon is also associated with surface plasmon resonance at the metal surface. Surface plasmon refers to surface electromagnetic waves in which collective vibration of surface charges generated along the interface between metal and dielectric occurs when an electric field is applied to the metal surface forming the interface with the dielectric. Metals exhibiting this phenomenon are mainly used for materials such as gold, silver, copper, and aluminum that emit electrons easily and have a negative dielectric constant, and electromagnetic waves for applying an electric field are p-polarized surfaces. Due to the nature of the plasmon, TM polarized electromagnetic waves are used.
일반적으로 금속물질에 전자기파가 입사되면 금속 표면에서 전반사되고 소산파(evanescent field)는 경계면에서 금속 막 속으로 기하급수적으로 감소되지만, 특정한 입사각과 금속 막의 두께에서는 경계면에 평행한 방향의 입사파와 표면 플라즈몬 파의 위상이 일치할 경우 공명이 일어나, 입사파의 에너지는 모두 금속 막에 흡수되어 반사파는 없어지고, 경계면에 수직한 방향의 전기장 분포는 기하급수적으로 경계면으로부터 멀어질수록 급격히 감소하게 되는데, 이를 표면 플라즈몬 공명이라고 한다. 일반적으로 표면 플라즈몬 공명이 가장 잘 일어나는 파장 대역의 빛이 입사되었을 때 라만산란의 표면증강 효과가 극대화되는 것으로 알려져 있다.In general, when electromagnetic waves are incident on a metal material, they are totally reflected at the metal surface and the evanescent field decreases exponentially into the metal film at the interface. When the phases of the waves coincide, resonance occurs, all of the incident wave energy is absorbed by the metal film, and the reflected wave disappears, and the electric field distribution in the direction perpendicular to the boundary decreases exponentially away from the boundary. It is called surface plasmon resonance. In general, it is known that the surface enhancement effect of Raman scattering is maximized when light in the wavelength band where surface plasmon resonance is most likely to be incident.
이러한 표면 플라즈몬 공명이 발생하는 주파수는 나노입자 및 미세입자의 조립상태에 따라 영향을 받게 된다. 그렇기 때문에 교류전압의 주파수나 크기를 조절함으로써 나노입자 및 미세입자 간의 거리 및 조립체의 밀도를 조절할 수 있고, 이를 통해 조사한 검출용 광원의 파장에서 표면증강 라만산란 신호가 가장 크게 검출되는 조건을 찾을 수 있다.The frequency at which surface plasmon resonance occurs is influenced by the assembly state of nanoparticles and microparticles. Therefore, by adjusting the frequency or magnitude of the AC voltage, the distance between the nanoparticles and the microparticles and the density of the assembly can be controlled. Through this, the condition that the surface enhanced Raman scattering signal is detected at the wavelength of the light source for detection can be found. have.
상기 나노입자로는 은, 금 등의 금속입자가 사용될 수 있으며, 상기 나노입자 표면에는 특정한 라만산란 신호를 출력하는 라만 프로브가 코팅되어 있어 상기 라만산란 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다. 상기 라만산란 신호를 출력하는 라만 프로브 분자로는 R6G (rhodamine-6-G), FITC (fluorescein isothiocyanate), MGITC (malachite green isothiocyanate) 등을 사용할 수 있다.Metal particles such as silver and gold may be used as the nanoparticles, and the surface of the nanoparticles is coated with a Raman probe for outputting a specific Raman scattering signal, so that the Raman scattering signal is output. As the Raman probe molecule outputting the Raman scattering signal, R6G (rhodamine-6-G), FITC (fluorescein isothiocyanate), MGITC (malachite green isothiocyanate), or the like may be used.
도 8a는 대상물질의 농도에 따른 라만산란신호의 강도를 나타낸 그래프이다. 상기 대상물질의 농도가 0 ng/mL에서 1.5 ng/mL 까지 증가할수록, 상기 라만산란 신호가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 상기 라만산란 신호는 MGITC 라만 프로브 분자의 라만산란 신호로써, 647 nm 파장의 레이저를 입사광으로 사용하였다.Figure 8a is a graph showing the intensity of the Raman scattering signal according to the concentration of the target material. As the concentration of the target substance increases from 0 ng / mL to 1.5 ng / mL, it can be seen that the Raman scattering signal increases. The Raman scattering signal is a Raman scattering signal of the MGITC Raman probe molecule, and a laser of 647 nm wavelength was used as incident light.
도 8b는 상기 라만산란 신호 중에서 특정 피크 신호(1615 cm-1)의 크기를 측정하여 상기 대상물질의 농도와 비교하여 그린 그래프이다. 상기 대상물질인 AFP의 농도가 증가할수록 상기 라만산란 신호의 특정 피크 신호의 크기가 선형적으로 증가한다. 이 때 상기 대상물질인 AFP에 대한 검출한계는 약 20 pg/mL로 매우 우수한 성능을 나타내고 있음을 확인하였다.FIG. 8B is a graph illustrating the magnitude of a specific peak signal (1615 cm −1 ) among the Raman scattering signals and comparing the concentration with the concentration of the target material. As the concentration of AFP, the target substance, increases, the magnitude of a specific peak signal of the Raman scattering signal increases linearly. At this time, the detection limit for the target material AFP was about 20 pg / mL it was confirmed that the very excellent performance.
도 9는 본 발명에 따른 광전자유체제어 면역분석장치를 이용하여 동시에 많은 수의 미세입자들을 포획하고 달라붙지 않은 상기 프로브 나노입자들을 동시에 세척해낸 형광 이미지이다.FIG. 9 is a fluorescence image obtained by simultaneously capturing a large number of microparticles and simultaneously washing the probe nanoparticles which do not stick using the photoelectrofluid controlled immunoassay device according to the present invention.
상기와 같이 단일 미세입자를 이용하여 동시 다중 검출을 수행할 경우 공초점 형광 현미경을 사용하면 더 정확한 정량 검출이 가능하다. 상기와 같은 동시 다중 검출을 수행할 경우, 지지층으로써 항체 고정화된 미세입자가 아닌 상기 접지전극층(120) 또는 상기 광전도성층(110)의 표면에 여러 종류의 항체를 고정화하는 방법을 사용할 수도 있다.When performing simultaneous multiple detection using single microparticles as described above, more accurate quantitative detection is possible using confocal fluorescence microscopy. When performing simultaneous multiple detection as described above, a method of immobilizing various kinds of antibodies on the surface of the
도 10은 상기 접지전극층(120)의 전극(122) 표면에 고정화된 항체(144)를 이용한 광전자유체제어 면역분석방법을 나타낸 개념도이다.FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a photoelectrofluid controlled immunoassay method using the
상기 고정화된 항체를 이용한 광전자유체제어 면역분석방법경우에 상기 시료는 분석 대상 물질(142), 측정을 위한 프로브 미세입자(143)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 전극 표면에 고정화된 항체(144)와 상기 프로브 미세입자(143)는 상기 대상물질을 매개로 하여 면역복합체(140)를 형성할 수 있다.In the case of the photoelectrofluid controlled immunoassay method using the immobilized antibody, the sample is characterized in that it comprises an
상기 항체(144)는 상기 접지전극층(120)의 전극(122) 또는 상기 광전도성층(110)의 광전도성물질(113)의 표면에 고정화될 수 있으며 여러 종류의 항체가 어레이형태로 패턴화될 수 있다. 여러 종류의 항체를 사용할 경우 상기 빛 패턴(A)은 상기 항체(144)의 패턴 형태와 대응되도록 형성되어 각 항체에 대한 항원들의 반응을 동시에 제어하고, 상기 프로브 미세입자(143)의 세척 및 검출이 동시에 가능하도록 한다.The
상기 시료 또한 다수의 시료를 동시에 주입하여 각 시료 내에 존재하는 여러 종류의 항원을 동시에 검출할 수도 있다. 이 때 상기 여러 개의 시료를 이격시키기 위해 미세구조물(미도시) 또는 초소수성 물질(미도시)을 상기 광전도성층(110)과 상기 접지전극층(120) 사이에 형성시킬 수 있다. 추가적으로 각 시료를 주입하기 위한 주입구(미도시)를 포함할 수 있으며, 각 시료를 이동시키기 위한 미세유체유로(미도시)를 포함할 수도 있다.The sample may also be injected simultaneously with a plurality of samples to detect several kinds of antigens present in each sample at the same time. In this case, a microstructure (not shown) or a superhydrophobic material (not shown) may be formed between the
이상과 같이 본 발명에 따른 광전자유체제어 기술을 이용한 면역분석 장치 및 면역분석방법과 이에 따른 실시예를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.As described above with reference to the drawings illustrating an immunoassay device and an immunoassay method using the photoelectromagnetic fluid control technology according to the present invention and the embodiment according to this, for the purpose of illustrating the present invention in more detail, the present specification The present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed in, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention.
Claims (35)
상기 광원으로부터 조사된 빛의 경로에 위치하여 상기 빛의 패턴을 변화시키는 패턴형성장치;
상기 패턴형성장치를 통과한 빛 패턴이 조사되며 시료가 주입되는 광전기유체소자; 및
상기 광전기유체소자에 전원을 인가하는 전원장치를 포함하는 광전자유체제어 면역분석장치.A light source for irradiating light;
A pattern forming apparatus positioned in a path of light irradiated from the light source to change the pattern of the light;
A photovoltaic fluid device in which a light pattern passing through the pattern forming apparatus is irradiated and a sample is injected; And
Optoelectronic fluid control immunoassay device comprising a power supply for applying power to the optoelectronic fluid device.
상기 패턴형성장치와 상기 광전기유체소자 사이에서 패턴형성장치로부터 출력된 빛 패턴을 집광시키기 위한 하나 이상의 집광 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 1,
And at least one condensing lens for condensing the light pattern output from the pattern forming apparatus between the pattern forming apparatus and the optoelectronic fluid element.
상기 광전기유체소자가 위치하는 스테이지를 더 포함하되, 상기 스테이지는 상기 집광렌즈를 통해 조사되는 빛 패턴 영역을 변화시키기 위하여 상하좌우로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 2,
And a stage in which the optoelectronic fluid element is positioned, wherein the stage is movable up, down, left, and right to change a light pattern region irradiated through the condensing lens.
상기 패턴형성장치는 컴퓨터로 조정이 가능한 장치 드라이버를 구비하고, 이에 의해서 자동화된 영상조작이 가능한 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 1,
The pattern forming apparatus includes a device driver that can be adjusted by a computer, thereby enabling automated image manipulation.
상기 시료를 광학적으로 관찰하기 위하여 상기 광전기유체소자에 입사광을 조사하는 검출용 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 1,
And a detection light source for irradiating incident light to the photoelectromagnetic fluid element to optically observe the sample.
상기 입사광에 의하여 발생하는 물질 전자 상태 또는 물질 진동 상태에 의한 신호를 검출하기 위한 신호 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 5, wherein
And a signal detector for detecting a signal due to a material electronic state or a material vibration state generated by the incident light.
상기 물질 전자 상태는 형광 발광 또는 파장별 빛 흡수이고, 상기 물질 진동 상태는 라만 산란 또는 IR 흡수인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
The material electronic state is fluorescence emission or light absorption by wavelength, and the material vibration state is Raman scattering or IR absorption.
상기 신호 검출기는 CCD, 포토다이오드, 광전자 증배관 및 스펙트로미터 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
The signal detector is any one selected from CCD, photodiode, photomultiplier tube and spectrometer.
상기 신호 검출기는 신호 프로세서를 포함하고, 상기 신호 프로세서는 수신된 신호를 처리하고 저장하여 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
And the signal detector comprises a signal processor, the signal processor processing and storing the received signal to generate data.
상기 검출용 광원으로부터 조사되는 입사광과 상기 광전기유체소자로부터 출력되는 출력신호를 집속시키는 하나 이상의 집속 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 5, wherein
And at least one focusing lens for focusing the incident light irradiated from the detection light source and the output signal output from the photoelectric fluid element.
상기 입사광과 출력신호를 집속시키는 상기 집속 렌즈는 서로 다른 복수의 렌즈인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 5, wherein
And said focusing lens for focusing said incident light and said output signal is a plurality of different lenses.
상기 검출용 광원으로부터 출력된 입사광이 상기 광전기유체소자 및 상기 시료에 조사되도록 입사광을 반사하는 제 1 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 5, wherein
And a first mirror for reflecting the incident light so that the incident light output from the detection light source is irradiated on the photoelectric fluid element and the sample.
상기 시료로부터 출력된 출력신호가 상기 신호 검출기로 반사되도록 하는 제 2 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
And a second mirror for reflecting the output signal output from the sample to the signal detector.
상기 검출용 광원은 입사광의 조사시간을 조절하는 셔터를 더 포함하고, 상기 셔터는 상기 광전기유체소자에 전압이 차단된 이후에 개방되는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 5, wherein
The detection light source further comprises a shutter for adjusting the irradiation time of the incident light, the shutter is opened after the voltage is cut off to the optoelectronic fluid device, characterized in that the opto-fluid control immunoassay device.
상기 신호검출기는 상기 출력신호의 수신시간을 조절하는 셔터를 더 포함하고, 상기 셔터는 상기 광전기유체소자에 전압이 차단된 이후에 개방되는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
The signal detector further includes a shutter for adjusting a reception time of the output signal, the shutter is opened after the voltage is cut off to the optoelectronic fluid element.
상기 신호 검출기는 상기 시료로부터 출력되는 상기 출력신호를 필터링하는 필터 또는 핀홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 6,
The signal detector further comprises a filter or a pinhole for filtering the output signal output from the sample.
상기 광원, 검출용 광원, 신호 검출기, 스테이지 및 셔터는 상기 컴퓨터로 제어되는 제어 모듈에 의해서 동기화되어 자동으로 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method according to claim 14 or 15,
And the light source, the detection light source, the signal detector, the stage, and the shutter are synchronized by the computer-controlled control module and automatically adjusted.
상기 광전기유체소자는,
상기 빛 패턴이 조사되는 면에 위치하고, 빛 패턴이 조사되는 영역에만 전류가 도통되는 광전도성층;
상기 광전도성층과 대향되는 면에 위치하고, 광전도성층에 인가되는 전압으로부터 상기 시료에 전기장을 형성하는 접지전극층; 및
상기 시료가 주입되고, 상기 광전도성층과 접지전극층 사이에 형성되어 상기 광전도성층과 접지전극층을 이격시키는 스페이스층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 1,
The optoelectronic fluid device,
A photoconductive layer positioned on a surface to which the light pattern is irradiated and having a current conducting only to an area to which the light pattern is irradiated;
A ground electrode layer disposed on a surface opposite the photoconductive layer and forming an electric field in the sample from a voltage applied to the photoconductive layer; And
And a space layer formed between the photoconductive layer and the ground electrode layer and spaced apart from the photoconductive layer and the ground electrode layer.
상기 광전도성층은,
상기 전원장치를 이용하여 전압을 인가하는 평판전극, 상기 빛 패턴이 조사된 영역에만 선택적으로 전압을 인가시키도록 하는 광전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 18,
The photoconductive layer,
And a photoconductive material for selectively applying a voltage only to a region to which the light pattern is irradiated, the plate electrode applying a voltage by using the power supply device.
상기 광전도성 물질은 수소화된 진성의 비정질 실리콘, 황화 카드늄 및 npn 포토트랜지스터 중 선택되는 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면억분석장치.The method of claim 19,
And the photoconductive material is any one selected from hydrogenated intrinsic amorphous silicon, cadmium sulfide, and npn phototransistor.
상기 광전도성층은 상기 광전도성 물질과 상기 평판 전극 사이에 상기 광전도성 물질과 상기 전극 사이의 접촉 저항을 줄이기 위한 도핑된 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 18,
The photoconductive layer further comprises a doped intermediate layer for reducing the contact resistance between the photoconductive material and the electrode between the photoconductive material and the plate electrode.
상기 중간층은 비정질 실리콘 또는 몰리브덴으로 이루어진 것을 특징으로하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 21,
The intermediate layer is an opto-fluid controlled immunoassay device, characterized in that consisting of amorphous silicon or molybdenum.
상기 광전도성층과 상기 스페이스층 사이에는 광전도성물질을 보호하기 위한 보호층을 구비하며, 상기 보호층은 질소화 실리콘 또는 산화 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 18,
And a protective layer for protecting the photoconductive material between the photoconductive layer and the space layer, wherein the protective layer is made of silicon nitride or silicon oxide.
상기 스페이스층은 스페이스층 내부에 다수의 시료를 이격시키기 위한 미세구조물 또는 초소수성물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 18,
The space layer further comprises a microstructure or a superhydrophobic material for spaced apart a plurality of samples in the space layer.
상기 시료는 지지층이 되는 미세입자, 분석대상물질 및 측정을 프로브 미세입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 1,
The sample is a photoelectron fluid controlled immunoassay device, characterized in that it comprises a microparticles, analyte and the probe probe microparticles to be a support layer.
상기 시료의 양은 100nl ~ 1000nl 인 것을 특징으로 하고, 상기 분석대상물질의 농도는 아토몰(aM)수준까지 낮은 초미세량의 경우에도 검출할 수 있음을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 25,
The amount of the sample is characterized in that the 100nl ~ 1000nl, the concentration of the analyte can be detected even in the case of ultra-low microscopically low to the level of Atomol (aM).
상기 지지층이 되는 미세입자와 상기 프로브 미세입자는 상기 분석대상물질을 매개로 하여 면역복합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 25,
The microparticles serving as the support layer and the probe microparticles form an immunocomplex through the analyte.
상기 미세입자는 폴리스티렌 또는 라텍스인 폴리머 미세입자인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 25,
The microparticles are photoelectron fluid controlled immunoassay device, characterized in that the polymer microparticles are polystyrene or latex.
상기 프로브 미세입자는 형광 나노입자 내지는 라만 산란 물질이 라벨링된 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 25,
The probe microparticles are fluorescent nanoparticles or Raman scattering material labeled metal nanoparticles, characterized in that the photoelectrofluid control immunoassay device.
상기 분석 대상 물질은 항원-항체, DNA, RNA 및 단백질 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 25,
The substance to be analyzed is an opto-fluid controlled immunoassay device, characterized in that any one or more of an antigen-antibody, DNA, RNA and protein.
상기 스페이스층은 상기 전원장치와 패턴형성장치로 스페이스층에 전압을 인가하고 빛 패턴을 조사하면 스페이스층 내부에 주입된 시료에서 전기장이 형성되고, 전기동역학적 현상이 발생하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석장치.The method of claim 18,
In the space layer, when the voltage is applied to the space layer by the power supply device and the pattern forming device and the light pattern is irradiated, an electric field is formed from a sample injected into the space layer, and an electrodynamic phenomenon occurs. Immunoassay device.
상기 광전기유체소자에 빛 패턴을 조사하는 단계;
상기 광전기유체소자에 전압을 인가하는 단계;
상기 전압과 조사된 빛 패턴에 의해서 광전기유체소자 내에 전기장을 형성하고, 광전기유체소자 내 시료들이 유동을 일으켜서 항원-항체 반응을 유발하는 단계;
상기 빛 패턴이 조사되는 영역을 이동시켜서 상기 항원-항체 반응된 시료들을 빛 패턴이 조사되는 영역으로 모이도록 농축하는 단계;
상기 농축 단계에서 반응하지 않은 프로브 미세입자와 대상물질들을 빛 패턴이 조사된 방향 또는 반대 방향으로 이동시켜 세척하는 단계;
상기 농축단계에서 미세입자 또는 지지체와 결합된 프로브 미세입자의 양을 검출하기 위하여 상기 시료에 검출용 입사광을 조사하는 단계; 및
상기 입사광과 시료들의 광-물질 상호작용에 의한 신호가 출력되고, 상기 출력신호를 검출기에 의해 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석방법.Injecting samples into the optoelectronic fluid device;
Irradiating a light pattern on the optoelectronic fluid device;
Applying a voltage to the optoelectronic fluid device;
Generating an electric field in the optoelectronic fluid device by the voltage and the irradiated light pattern, and causing the samples in the optoelectronic fluid device to flow to induce an antigen-antibody reaction;
Moving the region irradiated with the light pattern to concentrate the antigen-antibody reacted samples into a region irradiated with the light pattern;
Washing the probe microparticles and the target materials which did not react in the concentration step by moving in a direction in which the light pattern is irradiated or in the opposite direction;
Irradiating detection incident light on the sample to detect the amount of the probe microparticles bound to the microparticles or the support in the concentration step; And
And outputting a signal due to photo-material interaction between the incident light and the sample, and detecting the output signal by a detector.
상기 빛 패턴 조사 단계는 상기 광전기유체소자의 일부 영역에 빛 패턴을 조사하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석방법.33. The method of claim 32,
The light pattern irradiation step is a photoelectron fluid control immunoassay method characterized in that for irradiating a light pattern on a portion of the optoelectronic fluid device.
상기 반응 단계 및 농축 단계는 1 kHz ~ 1 MHz 범위의 주파수 전압을 인가하고, 상기 세척단계는 100 Hz ~ 1 kHz 범위의 주파수 전압을 인하여, 각각 상기 인가된 주파수 범위내에서 시료가 유전영동 내지는 전기삼투 유동을 일으키는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석방법.The method of claim 32,
The reaction step and the concentration step apply a frequency voltage in the range of 1 kHz to 1 MHz, and the washing step is due to the frequency voltage in the range of 100 Hz to 1 kHz, so that the sample is subjected to electrophoresis or electrolysis within the applied frequency range, respectively. Optoelectronic fluid-controlled immunoassay, characterized in that to produce osmotic flow.
상기 세척단계는 10 kHz ~ 100 kHz 범위의 주파수 전압이 추가로 인가되고, 상기 주파수 범위 내에서 미세입자를 재조립하거나 재농축하는 것을 특징으로 하는 광전자유체제어 면역분석방법.33. The method of claim 32,
The washing step is further applied a frequency voltage in the range of 10 kHz ~ 100 kHz, the photoelectron fluid control immunoassay, characterized in that to reassemble or re-concentrate the fine particles within the frequency range.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100053370A KR101195044B1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100053370A KR101195044B1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110133778A true KR20110133778A (en) | 2011-12-14 |
KR101195044B1 KR101195044B1 (en) | 2012-10-29 |
Family
ID=45501289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100053370A KR101195044B1 (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101195044B1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101957464B1 (en) | 2018-10-18 | 2019-03-12 | 대흥전력기술 주식회사 | Method for repairing leak of transformer on live wire state |
KR20190107946A (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-23 | 한국과학기술연구원 | System for observing conformational change of protein |
KR20200090560A (en) * | 2019-01-21 | 2020-07-29 | 서울대학교산학협력단 | Raman analysis apparatus using nanoscale printing apparatus |
KR20200105597A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-08 | 전남대학교산학협력단 | Water pollution measurement system using optical coupler |
US10874301B2 (en) | 2015-11-17 | 2020-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Raman signal measuring method and apparatus, and biometric information analyzing apparatus including the Raman signal measuring apparatus |
CN114295550A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 电子科技大学长三角研究院(湖州) | Optical flow control device based on surface lattice resonance and application thereof |
US11874203B2 (en) | 2019-01-21 | 2024-01-16 | Seoul National University R&Db Foundation | Nano printing device and Raman analysis apparatus using same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100849928B1 (en) | 2007-02-22 | 2008-08-04 | 한국과학기술원 | 3 dimensional optoelectronic tweezers system and the microfluidic manipulation method there of |
KR100921561B1 (en) | 2007-09-12 | 2009-10-12 | 한국과학기술원 | Apparatus for Optoelectronic Microparticle Manipulation of Integrating Each Electrode |
-
2010
- 2010-06-07 KR KR1020100053370A patent/KR101195044B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10874301B2 (en) | 2015-11-17 | 2020-12-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Raman signal measuring method and apparatus, and biometric information analyzing apparatus including the Raman signal measuring apparatus |
KR20190107946A (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-23 | 한국과학기술연구원 | System for observing conformational change of protein |
KR101957464B1 (en) | 2018-10-18 | 2019-03-12 | 대흥전력기술 주식회사 | Method for repairing leak of transformer on live wire state |
KR20200090560A (en) * | 2019-01-21 | 2020-07-29 | 서울대학교산학협력단 | Raman analysis apparatus using nanoscale printing apparatus |
US11874203B2 (en) | 2019-01-21 | 2024-01-16 | Seoul National University R&Db Foundation | Nano printing device and Raman analysis apparatus using same |
KR20200105597A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-08 | 전남대학교산학협력단 | Water pollution measurement system using optical coupler |
CN114295550A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 电子科技大学长三角研究院(湖州) | Optical flow control device based on surface lattice resonance and application thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101195044B1 (en) | 2012-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11099192B2 (en) | Fast thermo-optical particle characterisation | |
KR101195044B1 (en) | Optoelectrofluidic immunoassay platform and method thereof | |
US8941080B2 (en) | Method and device for particle analysis using thermophoresis | |
EP2331941B1 (en) | Detection system and method | |
Liu et al. | Development of an AC electrokinetics-based immunoassay system for on-site serodiagnosis of infectious diseases | |
JP6099108B2 (en) | Apparatus and method for detecting a substance to be detected | |
Hwang et al. | Optoelectrofluidic sandwich immunoassays for detection of human tumor marker using surface-enhanced Raman scattering | |
US20040218184A1 (en) | Imaging platform for nanoparticle detection applied to SPR biomolecular interaction analysis | |
EP3123172B1 (en) | Bioassay system and method for detecting analytes in body fluids | |
US9995688B2 (en) | Use of superhydrophobic surfaces for liquid agglutination assays | |
WO2017041809A1 (en) | Method and apparatus for detecting particles, like biological macromolecules or nanoparticles | |
WO2021131331A1 (en) | Biomolecular inspection chip for fluorescence detection | |
Tai et al. | Enhancing Raman signals from bacteria using dielectrophoretic force between conductive lensed fiber and black silicon | |
Lovera et al. | Controlling and utilizing optical forces at the nanoscale with plasmonic antennas | |
WO2004102160A2 (en) | Imaging platform for nanoparticle detection applied to spr biomolecular interaction analysis | |
BRPI0913786B1 (en) | DETECTION SYSTEM AND DETECTION METHOD | |
WO2009060350A1 (en) | Microelectronic sensor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |