KR20120111878A - 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자, 그 제조방법 및 작동방법 - Google Patents

당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자, 그 제조방법 및 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 칩(chip) 상에서 혈액 중 당화혈색소의 수치를 전기화학적으로 간단히 측정할 수 있는 미세유체 제어 소자, 이의 제조방법 및 작동방법을 제공한다.

Description

당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자, 그 제조방법 및 작동방법{MICROFLUIDIC CONTROL DEVICE FOR MEASUREMENT OF GLYCOSYLATED HEMOGLOBIN, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 발명은 하나의 칩(chip) 상에서 혈액 중 당화혈색소의 수치를 전기화학적으로 간단히 측정할 수 있는 미세유체 제어소자, 이의 제조방법 및 작동방법에 관한 것이다.
당화혈색소(HbA1c, glycosylated hemoglobin)는 적혈구 안에 있는 혈색소로서 포도당과 결합된 상태의 혈색소를 의미한다. 당화혈색소는 장기간의 혈중 포도당(혈당) 농도를 알기 위해 사용하는 혈색소의 한 형태로서, 한번 당과 결합된 적혈구의 당화혈색소는 약 120일간 생존하게 되므로, 당화혈색소를 통하여 지난 2~3개월 간의 평균 혈당농도를 가늠할 수 있다. 이에 따라 당화혈색소 수치는 당뇨병의 치료 경과 관찰 및 향후 예후 예측에 중요한 지표로 사용되고 있다.
미국 등록 특허 제6,300,142호는 혈액과 같은 바이오 샘플에서 glycated protein 및 기타 분석물을 광학적으로 분석하기 위한 장치로서, 테스트 샘플을 제1 주입구를 통해 제1 반응 물질과 반응시키고, 순차적으로 제2 주입구를 통해 제2 반응 물질과 반응시켜 분석 대상 물질을 측정하는 장치를 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허문헌에 따르면, 유체 이송이 수작업과 모터를 이용하여 수행되므로 정확하고 신속한 유체 제어가 어렵고, 장치 제작에 기계적인 가공이 이용되므로 정밀한 유체 제어가 어려운 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0798471호는 제1 시약을 수용하는 제1 수용영역, 제2 시약을 수용하는 제2 수용영역, 혈액 샘플이 제1 시약 또는 제2 시약과 반응하는 반응영역 및 혈액 샘플 내의 총 혈색소 또는 당화혈색소의 양을 광학적으로 측정하는 측정영역을 포함하는, 당화혈색소 측정 카세트를 개시하고 있다. 상기 특허문헌에 따른 당화혈색소 측정 카세트는 카세트의 회전을 위해 별도의 모터 구동부가 사용되어 구조가 복잡하고 부피가 크며 시약 소모량이 많다. 또한, 제1 시약과 제2 시약이 제1 수용영역과 제2 수용영역 각각으로 투입되는 과정에서 두 시약의 일부가 섞이는 문제가 있다. 또한, 내부구조물이 형성된 하판에 상판을 부착하는 공정에 의해 카세트 제조가 이루어지므로 상판과 하판의 접착 부위의 미세한 틈을 따라 시약의 이동이 발생하여 측정 결과에 오차가 발생할 수 있다.
이에, 별도의 동력원이나 수작업 없이 유체의 흐름을 재현성있게 정밀하게 제어할 수 있는 당화혈색소 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.
US 6,300,142 KR 10-0798471
본 발명의 목적은 하나의 칩(chip) 상에서 혈액 중 당화혈색소의 수치를 전기화학적으로 간단히 측정할 수 있는 미세유체 제어 소자, 이의 제조방법 및 작동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1 기판; 및 상기 제1 기판상에 제공되며, 혈액 시료가 주입되는 제1 주입구, 글루코스 효소가 주입되는 제2 주입구, 상기 제1 주입구 및 상기 제2 주입구와 연결되고 상기 혈액 시료와 글루코스 효소의 반응에 의해 생성된 글루코스산을 포집하는 글루코스산 필터부, 상기 글루코스산 필터부와 연결되고 상기 글루코스산 필터부로부터 유입되는 혈액 시료 중의 혈색소 및 당화혈색소의 농도를 전기화학적으로 측정하는 감지 챔버부, 상기 감지 챔버부와 연결되며 상기 감지 챔버부에서 반응이 끝난 혈액 시료를 배출하는 배출구, 상기 감지 챔버부와 상기 배출구 사이에 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브부, 및 상기 감지 챔버부에서 반응이 끝난 혈액 시료를 상기 배출구로 강제 유동시키는 펌프부가 형성된 제2 기판을 포함하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자를 제공한다.
본 발명은 또한 제1 기판을 준비하는 단계; 주형(template) 기판에 감광성 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토리소그라피 공정에 의해 상기 주형 기판에 글루코스산 필터부, 감지 챔버부, 밸브부 및 펌프부에 상응하는 채널 구조물을 형성하는 단계, 상기 채널 구조물에 전기 도금하여 금속 몰드를 형성하고 상기 주형 기판을 제거하는 단계, 상기 금속 몰드를 제2 전구체 기판상에 전사하는 단계, 및 상기 제2 전구체 기판에 제1 주입구, 제2 주입구 및 배출구를 형성하는 단계를 포함하는, 제2 기판을 준비하는 단계; 및 상기 제1 기판상에 상기 제2 기판을 결합하여 글루코스산 필터부, 감지 챔버부, 밸브부 및 펌프부를 형성하는 단계를 포함하는, 상술한 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상술한 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자를 이용하여, 상기 제1 주입구에 혈액 시료를 주입하고 상기 제2 주입구에 글루코스 효소를 주입하여 모세관력에 의해 상기 혈액 시료 및 글루코스 효소를 상기 글루코스산 필터부로 자연 유동시키는 단계; 상기 글루코스산 필터부를 통과하면서 생성된 상기 글루코스산을 포획하는 단계; 상기 글루코스산 필터부를 통과한 혈액 시료를 모세관력에 의해 상기 감지 챔버부로 이송하고 혈색소 농도 및 당화혈색소 농도를 전기화학적으로 측정하는 단계; 및 상기 감지 챔버부에서 반응한 혈액 시료를, 상기 펌프부의 동작에 의해 상기 배출구로 강제 유동시키는 단계를 포함하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 작동 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 미세유체 채널 기판과 감지 기판을 결합하여 유로의 모세관력에 의한 자연 유동과, 미세 밸브 및 펌프에 의한 강제 정지 및 유동이 가능하여, 별도의 동력원이나 수작업 없이 유체의 흐름을 재현성있게 정밀하게 제어할 수 있으므로, 초미량의 혈액에서 당화혈색소를 효과적으로 정량분석할 수 있다. 또한, 글루코스산 필터부에 의해 당화혈색소 감지에 방해가 될 글루코스산을 미리 제거함으로써 분석에 신뢰성을 부여할 수 있고, 전기화학적 감지법을 채택함으로써 소자의 소형화가 가능하며, 반도체 공정을 사용함으로써 정밀한 제조가 가능하고 대량생산에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자의 상판과 하판을 분리하여 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체 제어소자의 제조방법을 개략적으로 보여주는 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예(exemplary embodiments)를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자의 상판과 하판을 분리하여 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1 및 2에서 점선으로 표시한 부분은 외부로 드러나지 않은 구성요소를 나타낸다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 당화혈색소 측정용 미세유체 제어소자는 상판(100) 및 하판(200)을 포함한다.
상판(100)은 제1 주입구(101), 제2 주입구(102), 글루코스산 필터부(103), 감지 챔버부(104), 배출구(105), 밸브부(107) 및 펌프부(108)를 포함하고, 하판(200)은 감지전극(201) 및 히터(202)를 포함한다.
상판(100) 및 하판(200)은 각각 COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate),　 COP(cyclo olefin polymer), LCP (liquid crystalline polymers), PDMS(polydimethylsiloxane),　 PA(polyamide), PE(polyethylene), PI(polyimide), PP(polypropylene), PPE(polyphenylene ether), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PEEK(polyetheretherketone), PES(polyethylenephthalate),　 PET(polyethylenephthalate), PTFE(polytetrafluoroethylene), PVC(polyvinylchloride), PVDF(polyvinylidene fluoride), PBT(polybutyleneterephthalate), FEP(fluorinated ethylenepropylene), PFA(perfluoralkoxyalkane) 중에서 선택된 적어도 하나의 고분자 물질로 이루어진 고분자 기판, 유리 기판, 실리콘 기판 등일 수 있다.
상판(100) 및 하판(200)은 소수성 및/또는 친수성이 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상판(100) 및 하판(200)은 서로 마주보는 표면들에 부분적으로 소수성 및/또는 친수성이 서로 다른 막들이 더 제공될 수 있다. 이는 유로의 미세 형상 조작 또는 유로의 표면 개질을 통해서 유체 시료의 이동 속도를 조절하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.
상판(100) 및 하판(200)은 각각 사출성형(Injection molding), 핫엠보싱(Hot embossing), 캐스팅(Casting), 광성형(Stereolithography), 레이저 어블레이션(Laser ablation), 쾌속조형(Rapid prototyping), 실크스크린(silk screen), 수치 제어 머시닝(Numerical Control machining; NC machining) 등과 같은 전통적인 기계 가공법 또는 포토리소그래피(Photolithography)를 이용한 반도체 가공법 중에서 선택된 하나의 방식으로 성형될 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 이용하는 것이 바람직하다.
제1 주입구(101)에는 전혈(whole blood)에서 유래된 적혈구를 포함한 혈액 시료가 주입되고, 제2 주입구(102)에는 글루코스 효소가 주입된다. 혈액 시료는 제1 주입구(101)에 주입되기 이전에 적혈구를 포집하고 거대 단백질을 분리해 내기 위한 필터(109)를 추가로 포함할 수 있다.
제1 주입구(101)를 통해 주입된 혈액 시료와 제2 주입구(102)를 통해 주입된 글루코스 효소는 모세관력에 의해 감지 챔버부(104)까지 자연 유동한다.
글루코스산 필터부(103)는 제1 주입구(101)를 통해 주입된 혈액 시료와 제2 주입구(102)를 통해 주입된 글루코스 효소가 혼합되어 통과하는 채널 형태의 공간부이다. 제1주입구(101)를 통해 주입된 혈액 시료는 글루코스산 필터부(103)를 통과하면서 제2 주입구(102)를 통해 주입된 글루코스 효소에 의해 당 측정을 방해하는 간섭 당이 분해되고 생성된 글루코스산이 걸러진다. 당화혈색소 감지에 방해가 되는 글루코스산을 최대한 제거하는 것이 바람직하며, 글루코스산의 제거효율은 글루코스산 필터부(103)의 채널 길이를 조절함으로써 조절될 수 있다. 글루코스산 필터부(103)는 음성의 글루코스산을 포획하여 반응에 참여하지 못하도록 양이온성 필터를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 양이온성 필터로는 특별한 제한은 없으나 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기 고분자 재료, 탄소섬유, 유리섬유, 금속재료 등의 무기 재료, 또는 유기-무기 하이브리드 등의 물질이 사용될 수 있다.
감지 챔버부(104)는 글루코스산 필터부(103)를 통과한 혈액 시료가 일시적으로 머무는 공간이다. 감지 챔버부(104)의 말미에는 밸브부(107)가 존재하여 혈액 시료의 자연 정지가 가능하며, 이에 따라 감지 챔버부(104)에서 반응이 일어날 수 있다. 밸브부(107)는 소수성 코팅 또는 소수성 패치를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 소수성 코팅 또는 패치는 하판(200) 혹은 상판에 선택적으로 구비될 수 있다.
감지 챔버부(104)는 혈액 시료 중의 혈색소 농도를 측정하기 위한 공간과 당화혈색소의 농도를 측정하기 위한 공간을 포함한다. 당화혈색소 측정을 위한 공간에는 감지전극(201) 상부에 당화혈색소와 반응하는 항체가 고정화되어 있어, 혈액 시료 중의 당화혈색소가 항체와 반응하여 결합하게 되며, 이를 감지전극(201)이 감지하여 당화혈색소의 농도를 측정할 수 있다.
당화혈색소의 수치(즉, 혈색소 농도에 대한 당화혈색소 농도의 비율)는 하기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 1]
%HbA1c = HbA1c / Hb x 100(%)
상기 식에서,
%HbA1c는 당화혈색소 수치(%)이고,
HbA1c는 혈액 중 당화혈색소의 농도이며,
Hb는 혈액 중 혈색소의 농도이다.
펌프부(108)는 감지 챔버부(104)와 연결되어, 감지 챔버부(104)에서 반응이 끝난 혈액 시료를 배출구(105)로 강제 유동시키는 역할을 한다.
펌프부(108)는 세정용액 저장부(108a) 및 가스 발생부(108b)를 포함할 수 있다. 세정용액 저장부(108a)에는 제3 주입구(108c)를 통해 물 또는 완충용액이 주입되고, 가스 발생부(108b)에는 제4 주입구(미도시)를 통해 가스 발생용 물질이 주입될 수 있다. 가스 발생부(108b)는 히터(202)에 대응되게 형성될 수 있다.
외부의 전원 장치로부터 전기적 신호를 인가받아 히터(202)에서 열이 발생하면, 펌프부(108)는 가스 발생용 물질에서 생성된 가스를 이용하여 감지 챔버부(104)에 세정용액을 공급할 수 있다. 예를 들어, 파라핀, 구연산, 탄산염의 반응에 의해 이산화탄소 가스가 발생하여 세정용액을 감지 챔버부(104)로 강제적으로 밀어낼 수 있다. 이러한 펌프부(108)의 작동에 의한 강제 유동은 감지 챔버부(104)에 대한 세척 또는 혈액 시료의 전면적인 교체 등을 가능하게 한다.
글루코스산 필터부(103)와 펌프부(108) 사이에는 글루코스산 필터부(103)를 통과한 혈액 시료가 펌프부(108)로 흐르는 것을 방지하기 위해 유동 분리부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 히터(202) 주변에는 히터의 동작을 제어하기 위한 온도 센서가 형성될 수 있으며, 히터 및 온도 센서에 전기적인 신호를 인가 또는 전달하기 위한 전극 패드들이 더 제공될 수 있다.
배출구(105)는 감지 챔버부(104)에서 반응 및/또는 분석이 끝난 혈액 시료를 미세유체 제어소자로부터 외부로 배출하기 위한 것이며, 배출 이전에 폐기된 혈액 시료를 저장하는 공간인 폐액챔버(106)를 더 포함할 수 있다.
이외에, 상판(100)에는 유체의 이송을 돕기 위해 공기의 유통을 도와주는 별도의 구멍들을 추가로 포함할 수 있다.
상술한 미세 구조물들이 형성된 상판(100) 및 하판(200)은 접착 부재(300)에 의해 결합되어 본 발명에 따른 미세유체 제어소자를 완성한다. 상판(100)과 하판(200)이 동종 재료인 경우, 접착 부재(300)는 열, 화학 약품, 초음파 등일 수 있고, 이종 재료인 경우, 액체형의 접착물질, 분말형의 접착 물질, 종이와 같은 얇은 판상형의 접착 물질일 수 있다. 상판(100)과 하판(200)의 결합 과정에서 생화학 물질(항체 등)의 변성을 막기 위해 상온 혹은 저온 접합이 필요한 경우에는 압력만으로 접합이 이루어지는 접착 물질(pressure sensitive adhesive)을 사용할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체 제어소자의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 3a는 하판(도 1의 200 참조)을 제작하는 공정을 나타낸다. 먼저 기판, 예를 들어 실리콘 웨이퍼를 세정하여 준비(S100)한 후 포토레지스트(photoresist, PR)를 도포한다(S110). 이후, 포토리소그라피 공정(마스킹, 노광, 현상, 하드 베이킹 공정 포함)을 이용하여 미세 전극 어레이 및 미세 히터 패턴이 형성될 부분을 패터닝하고(S120), 전자빔 혹은 열 증착기를 이용하여 금속, 예를 들어 Ti/Au 금속을 0.01 내지 1 ㎛의 두께로 증착(S130)한 다음 포토레지스트를 제거(lift-off)(S140)하여 원하는 미세 전극 어레이 및 히터 패턴을 형성한다. 또한, 미세 전극 어레이 및 히터 패턴 형성과 함께 소수성 코팅 또는 패치를 형성할 수 있다. 이후, 표면의 친수성 변화 및 전기적 절연을 위해 실리콘 산화막 패턴을 추가로 형성할 수 있다(S150).
도 3b는 상판(도 1의 100 참조)을 제작하는 공정을 나타낸다. 먼저 주형(template) 기판, 예를 들어 실리콘 웨이퍼를 세정하여 준비(S200)한 후 감광성 포토레지스트, 바람직하게는 에폭시 계열 감광성 포토레지스트를 도포한다(S210). 포토레지스트의 두께는 포토레지스트의 점도를 조절하거나 스핀 코팅 장비에서의 분당 회전 수(예: 500 내지 5000 rpm)에 비례하여 다양하게(예: 1 내지 1000㎛) 제어가 가능하다. 에폭시 계열 감광성 포토레지스트는 열경화가 일어난 후 추가로 노광 작업을 하더라도 영향을 받지 않고 정밀한 패턴형성이 가능하며 노광 공정에 의해 손쉽고 빠르게 원하는 패턴과 깊이를 얻을 수 있다. 대표적인 에폭시 계열 포토레지스트는 SU-8 계열 네거티브 포토레지스트일 수 있다. 정밀한 패턴 형상(1 ㎛ 이상의 분해능)은 노광 마스크의 패턴에 의해 제어될 수 있다. 이러한 공정에 의해 초정밀한 채널 깊이와 패턴 형상을 가지는 유체 채널 형상에 상응하는 다단 구조물을 포함한 상판 몰드 원형을 완성할 수 있다(S220).
이렇게 제작된 상판 몰드 원형의 다단 구조물에 전기 도금 공정을 적용하여 금속 몰드를 제작할 수 있다(S230). 전기 도금은 Ti, Cr, Al, Au 등의 금속으로 이루어진 시드(seed)층을 형성한 후 수행될 수 있다. 금속 몰드의 두께는 전사될 기판(예: 고분자 기판)상에 전사할 때 휘어짐이나 부서짐이 없을 정도이면 충분하다. 이후, 주형 기판(예: 실리콘 기판)을 금속 몰드만 남도록 습식 식각 등의 방법으로 제거한다.
금속 몰드는 사출 성형(injection molding), 핫엠보싱(hot embossing), 캐스팅(casting) 등의 방법으로 기판(예: 고분자 기판)에 전사된다(S240). 이후, 유체 주입 구멍(도 1의 101, 102 참조), 유체 배출 구멍(도 1의 105), 공기 구멍 등을 형성한다.
도 3c는 도 3a에서 제작된 하판과 도 3b에서 제작된 상판을 결합하는 공정을 나타낸다. 도 3c를 보면, 감지 챔버부와 전극 어레이가 대응되고 펌프부와 히터 패턴이 대응되도록 결합한다. 상판과 하판이 동종 재료인 경우, 열, 화학 약품, 초음파 등에 의해 접착될 수 있고, 이종 재료인 경우, 액체형의 접착물질, 분말형의 접착 물질, 종이와 같은 얇은 판상형의 접착 물질이 이용될 수 있다. 상판과 하판의 결합 과정에서 생화학 물질(항체 등)의 변성을 막기 위해 상온 혹은 저온 접합이 필요한 경우에는 압력만으로 접합이 이루어지는 접착 물질(pressure sensitive adhesive)을 사용할 수 있다.
본 발명의 미세 유체 제어 소자의 동작 방법은 다음과 같다.
제1 주입구(101)를 통해 혈액 시료를 주입하고 제2 주입구(102)를 통해 글루코스 효소를 주입한다. 주입된 혈액 시료 및 글루코스 효소는 혼합되어 모세관력에 의한 자연 유동에 의해 글루코스산 필터부(103)를 통과하면서 글루코스 효소에 의해 간섭 당이 분해되고 생성된 글루코스산이 걸러진다. 글루코스산 필터부(103)를 통과한 시료는 감지 챔버부(104)로 이송되고 밸브부(107)에 의해 시료의 흐름이 정지되면, 감지 챔버부(104) 내에 구비된 감지 전극(106)에 의해 혈색소 및 당화혈색소의 농도를 측정할 수 있다. 당화혈색소 측정을 위한 챔버부의 감지 전극 상에는 항체가 구비되어 있어 당화혈색소와 항체의 반응에 의해 당화혈색소의 농도를 측정할 수 있다. 감지 챔버부(104)에서 충분히 반응한 혈액 시료는 펌프부(108)의 동작에 의해 폐액챔버(106)로 폐기된다. 혈액 시료의 폐기는 펌프부(108)의 동작으로 발생한 가스의 압력에 의한 세정용액의 강제 유동에 의한 것일 수 있다.
100: 상판 200: 하판
101: 제1 주입구 102: 제2 주입구
103: 글루코스산 필터부 104: 감지 챔버부
105: 배출구 106: 폐액챔버
107: 밸브부 108: 펌프부
108a: 세정용액 저장부 108b: 가스 발생부
109: 필터 201: 감지 전극 202: 히터

Claims (15)

  1. 제1 기판; 및
    상기 제1 기판상에 제공되며, 혈액 시료가 주입되는 제1 주입구, 글루코스 효소가 주입되는 제2 주입구, 상기 제1 주입구 및 상기 제2 주입구와 연결되고 상기 혈액 시료와 글루코스 효소의 반응에 의해 생성된 글루코스산을 포집하는 글루코스산 필터부, 상기 글루코스산 필터부와 연결되고 상기 글루코스산 필터부로부터 유입되는 혈액 시료 중의 혈색소 및 당화혈색소의 농도를 전기화학적으로 측정하는 감지 챔버부, 상기 감지 챔버부와 연결되며 상기 감지 챔버부에서 반응이 끝난 혈액 시료를 배출하는 배출구, 상기 감지 챔버부와 상기 배출구 사이에 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브부, 및 상기 감지 챔버부에서 반응이 끝난 혈액 시료를 상기 배출구로 강제 유동시키는 펌프부가 형성된 제2 기판
    을 포함하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 글루코스산 필터부에는 글루코스산을 포획하기 위한 양이온성 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 전기화학적 신호를 감지하기 위한 감지 전극이 구비되고, 상기 감지 전극은 상기 감지 챔버부에 대응되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 당화혈색소 측정을 위한 감지 챔버부에는 당화혈색소와 반응하는 항체가 구비되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 혈액 시료가 상기 제1 주입구에 주입되기 이전에 상기 혈액 시료로부터 적혈구를 포집하고 거대 단백질을 분리해 내기 위한 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 히터가 구비되고, 상기 펌프부는 세정용액 저장부 및 가스 발생부를 포함하며, 상기 세정용액 저장부에는 물 또는 완충용액이 주입되며, 상기 가스 발생부는 가스 발생 물질을 포함하고 상기 히터에 대응되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 소수성 코팅 또는 소수성 패치가 구비되고, 상기 소수성 코팅 또는 소수성 패치는 상기 밸브부에 대응되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자.
  8. 제1 기판을 준비하는 단계;
    주형(template) 기판에 감광성 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토리소그라피 공정에 의해 상기 주형 기판에 글루코스산 필터부, 감지 챔버부, 밸브부 및 펌프부에 상응하는 채널 구조물을 형성하는 단계, 상기 채널 구조물에 전기 도금하여 금속 몰드를 형성하고 상기 주형 기판을 제거하는 단계, 상기 금속 몰드를 제2 전구체 기판상에 전사하는 단계, 및 상기 제2 전구체 기판에 제1 주입구, 제2 주입구 및 배출구를 형성하는 단계를 포함하는, 제2 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 제1 기판상에 상기 제2 기판을 결합하여 글루코스산 필터부, 감지 챔버부, 밸브부 및 펌프부를 형성하는 단계
    를 포함하는, 제1항에 따른 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판의 준비 단계는 제1 전구체 기판에 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트를 패터닝하는 단계, 및 감지 전극용 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 기판상에 상기 제2 기판을 결합하는 단계는 상기 감지 챔버부에 상응하는 채널 구조물과 상기 감지 전극용 금속패턴이 대응되도록 수행되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판의 준비 단계는 제1 전구체 기판에 포토레지스트를 도포하는 단계, 포토리소그라피 공정에 의해 상기 포토레지스트를 패터닝하는 단계, 및 히터용 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 기판에 펌프부에 상응하는 채널 구조물의 형성 단계는 세정용액 저장부 및 가스 발생부에 상응하는 채널 구조물을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 기판상에 상기 제2 기판을 결합하는 단계는 상기 가스 발생부에 상응하는 채널 구조물과 상기 히터용 금속패턴이 대응되도록 수행되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판의 준비 단계는 소수성 코팅 또는 소수성 패치를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 기판상에 상기 제2 기판을 결합하는 단계는 상기 밸브부에 상응하는 채널 구조물과 상기 소수성 코팅 또는 소수성 패치가 대응되도록 수행되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 주형 기판은 실리콘 기판이고 상기 제2 전구체 기판은 고분자 기판인 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 전구체 기판은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 제조방법.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자를 이용하여, 상기 제1 주입구에 혈액 시료를 주입하고 상기 제2 주입구에 글루코스 효소를 주입하여 모세관력에 의해 상기 혈액 시료 및 글루코스 효소를 상기 글루코스산 필터부로 자연 유동시키는 단계;
    상기 글루코스산 필터부를 통과하면서 생성된 상기 글루코스산을 포획하는 단계;
    상기 글루코스산 필터부를 통과한 혈액 시료를 모세관력에 의해 상기 감지 챔버부로 이송하고 혈색소 농도 및 당화혈색소 농도를 전기화학적으로 측정하는 단계; 및
    상기 감지 챔버부에서 반응한 혈액 시료를, 상기 펌프부의 동작에 의해 상기 배출구로 강제 유동시키는 단계
    를 포함하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 작동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 감지 챔버부에서 반응한 혈액 시료의 상기 배출구로의 강제 유동은, 상기 펌프부의 동작으로 발생한 가스 압력에 의해 상기 펌프부에 주입된 세정용액의 강제유동에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 당화혈색소 측정용 미세유체 제어 소자의 작동 방법.
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